jamming the network and to cut that

jamming the network and to cut that station out of the network. Figure 15.13b illustrates
the operation of a hub. Here again, station B is transmitting.This transmission
goes from B, across the transmit line from B to the hub, and from the hub along the
receive lines of each of the other attached stations.
We can achieve greater performance with a layer 2 switch. In this case, the central
hub acts as a switch, much as a packet switch or circuit switch. With a layer 2
switch, an incoming frame from a particular station is switched to the appropriate
output line to be delivered to the intended destination. At the same time, other
unused lines can be used for switching other traffic. Figure 15.13c shows an example
in which B is transmitting a frame to A and at the same time C is transmitting a
frame to D. So, in this example, the current throughput on the LAN is 20 Mbps,
although each individual device is limited to 10 Mbps. The layer 2 switch has several
attractive features:
476 CHAPTER 15 / LOCAL AREA NETWORK OVERVIEW
1. No change is required to the software or hardware of the attached devices to
convert a bus LAN or a hub LAN to a switched LAN. In the case of an Ethernet
LAN, each attached device continues to use the Ethernet medium access
control protocol to access the LAN. From the point of view of the attached
devices, nothing has changed in the access logic.
2. Each attached device has a dedicated capacity equal to that of the entire original
LAN, assuming that the layer 2 switch has sufficient capacity to keep up with all
attached devices. For example, in Figure 15.13c, if the layer 2 switch can sustain a
throughput of 20 Mbps, each attached device appears to have a dedicated capacity
for either input or output of 10 Mbps.
3. The layer 2 switch scales easily.Additional devices can be attached to the layer
2 switch by increasing the capacity of the layer 2 switch correspondingly.
Two types of layer 2 switches are available as commercial products:
• Store-and-forward switch: The layer 2 switch accepts a frame on an input
line, buffers it briefly, and then routes it to the appropriate output line.
• Cut-through switch: The layer 2 switch takes advantage of the fact that the
destination address appears at the beginning of the MAC (medium access
control) frame. The layer 2 switch begins repeating the incoming frame onto
the appropriate output line as soon as the layer 2 switch recognizes the destination
address.
The cut-through switch yields the highest possible throughput but at some risk
of propagating bad frames, because the switch is not able to check the CRC prior to
retransmission. The store-and-forward switch involves a delay between sender and
receiver but boosts the overall integrity of the network.
A layer 2 switch can be viewed as a full-duplex version of the hub. It can also
incorporate logic that allows it to function as a multiport bridge. [BREY99] lists the
following differences between layer 2 switches and bridges:
• Bridge frame handling is done in software. A layer 2 switch performs the
address recognition and frame forwarding functions in hardware.
• A bridge can typically only analyze and forward one frame at a time, whereas
a layer 2 switch has multiple parallel data paths and can handle multiple
frames at a time.
• A bridge uses store-and-forward operation. With a layer 2 switch, it is possible
to have cut-through instead of store-and-forward operation.
Because a layer 2 switch has higher performance and can incorporate the
functions of a bridge, the bridge has suffered commercially. New installations typically
include layer 2 switches with bridge functionality rather than bridges.
Layer 3 Switches
Layer 2 switches provide increased performance to meet the needs of high-volume
traffic generated by personal computers, workstations, and servers. However, as the
number of devices in a building or complex of buildings grows, layer 2 switches
15.5 / LAYER 2 AND LAYER 3 SWITCHES 477
reveal some inadequacies.Two problems in particular present themselves: broadcast
overload and the lack of multiple links.
A set of devices and LANs connected by layer 2 switches is considered to have
a flat address space.The term flat means that all users share a common MAC broadcast
address. Thus, if any device issues a MAC frame with a broadcast address, that
frame is to be delivered to all devices attached to the overall network connected by
layer 2 switches and/or bridges. In a large network, frequent transmission of broadcast
frames can create tremendous overhead. Worse, a malfunctioning device can
create a broadcast storm, in which numerous broadcast frames clog the network and
crowd out legitimate traffic.
A second performance-related problem with the use of bridges and/or layer
2 switches is that the current standards for bridge protocols dictate that there be no
closed loops in the network. That is, there can only be one path between any two
devices. Thus, it is impossible, in a standards-based implementation, to provide multiple
paths through multiple switches between devices. This restriction limits both
performance and reliability.
To overcome these problems, it seems logical to break up a large local network
into a number of subnetworks connected by routers. A MAC broadcast frame is
then limited to only the devices and switches contained in a single subnetwork. Furthermore,
IP-based routers employ sophisticated routing algorithms that allow the
use of multiple paths between subnetworks going through different routers.
However, the problem with using routers to overcome some of the inadequacies
of bridges and layer 2 switches is that routers typically do all of the IP-level
processing involved in the forwarding of IP traffic in software. High-speed LANs
and high-performance layer 2 switches may pump millions of packets per second,
whereas a software-based router may only be able to handle well under a million
packets per second. To accommodate such a load, a number of vendors have developed
layer 3 switches, which implement the packet-forwarding logic of the router
in hardware.
There are a number of different layer 3 schemes on the market, but fundamentally
they fall into two categories: packet by packet and flow based. The packetby-packet
switch operates in the identical fashion as a traditional router. Because
the forwarding logic is in hardware, the packet-by-packet switch can achieve an
order of magnitude increase in performance compared to the software-based
router. A flow-based switch tries to enhance performance by identifying flows of IP
packets that have the same source and destination. This can be done by observing
ongoing traffic or by using a special flow label in the packet header (allowed in IPv6
but not IPv4). Once a flow is identified, a predefined route can be established
through the network to speed up the forwarding process. Again, huge performance
increases over a pure software-based router are achieved.
Figure 15.14 is a typical example of the approach taken to local networking in
an organization with a large number of PCs and workstations (thousands to tens of
thousands). Desktop systems have links of 10 Mbps to 100 Mbps into a LAN controlled
by a layer 2 switch. Wireless LAN connectivity is also likely to be available
for mobile users. Layer 3 switches are at the local network’s core, forming a local
backbone. Typically, these switches are interconnected at 1 Gbps and connect to
layer 2 switches at from 100 Mbps to 1 Gbps. Servers connect directly to layer 2 or

Kết quả (Việt) 1:

gây nhiễu mạng và cắt giảm đó ga ra khỏi mạng. Tìm 15.13b minh hoạhoạt động của một trung tâm. Ở đây một lần nữa, station B sử dụng. Truyền dẫn nàyđi từ B, trên đường truyền từ B với các trung tâm, và từ Trung tâm dọc theo cácnhận được dòng của mỗi người trong số các trạm khác kèm theo.Chúng tôi có thể đạt được hiệu suất cao hơn với một chuyển đổi lớp 2. Trong trường hợp này, Trung tâmTrung tâm hoạt động như một chuyển đổi, nhiều càng tốt một gói chuyển đổi hoặc mạch chuyển đổi. Với một lớp 2chuyển đổi, một khung đến từ một trạm cụ thể đã được bật để thích hợpsản lượng dòng sẽ được gửi đến có nghĩa. Cùng lúc đó, kháckhông sử dụng dòng có thể được sử dụng để chuyển đổi lưu lượng truy cập khác. Con số 15.13c cho thấy một ví dụtrong đó B truyền một khung a và C đồng thời đang truyền mộtkhung để mất Vì vậy, trong ví dụ này, thông lượng hiện tại trên mạng LAN là 20 Mbps,mặc dù mỗi thiết bị riêng lẻ được giới hạn đến 10 Mbps. Việc chuyển lớp 2 có một sốtính năng hấp dẫn:476 CHƯƠNG 15 / ĐỊA PHƯƠNG KHU VỰC MẠNG TỔNG QUAN1. không có thay đổi được yêu cầu để phần mềm hoặc phần cứng của thiết bị đính kèm đểchuyển đổi một LAN xe buýt hoặc một trung tâm LAN để chuyển sang mạng LAN. Trong trường hợp của một EthernetLAN, mỗi thiết bị đính kèm tiếp tục sử dụng Ethernet truy cập trung bìnhkiểm soát các giao thức để truy cập mạng LAN. Từ điểm nhìn của các đính kèmthiết bị, không có gì đã thay đổi trong logic truy cập.2. mỗi thiết bị kèm theo có một năng lực chuyên dụng tương đương toàn bộ bản gốcLAN, giả sử rằng layer 2 chuyển có đủ năng lực để theo kịp với tất cảthiết bị kèm theo. Ví dụ, trong con số 15.13 c, nếu việc chuyển đổi lớp 2 có thể duy trì mộtthông lượng của 20 Mbps, mỗi thiết bị đính kèm sẽ xuất hiện để có một năng lực chuyên dụngcho đầu vào hoặc đầu ra của 10 Mbps.3. chuyển đổi lớp 2 cân dễ dàng. Thiết bị bổ sung có thể được gắn vào các lớp2 chuyển đổi bằng cách tăng công suất layer 2 chuyển đổi tương ứng.Hai loại layer 2 chuyển mạch có sẵn như là sản phẩm thương mại:• Lưu trữ-và-chuyển tiếp chuyển đổi: chuyển đổi lớp 2 chấp nhận một khung trên một đầu vàokhổ, bộ đệm nó một thời gian ngắn, và sau đó các tuyến đường nó đến dòng thích hợp ra.• Cắt giảm thông qua chuyển đổi: chuyển đổi lớp 2 mất lợi thế của một thực tế mà cácđịa chỉ đích xuất hiện ở đầu của MAC (truy cập trung bìnhKhung kiểm soát). Việc chuyển lớp 2 bắt đầu lặp đi lặp lại khung đến lêndòng thích hợp ra ngay sau khi chuyển đổi lớp 2 công nhận các điểm đếnđịa chỉ.Việc cắt giảm thông qua chuyển đổi sản lượng thông lượng cao nhất có thể, nhưng tại một số rủi rocủa tuyên truyền khung xấu, bởi vì việc chuyển đổi không thể kiểm tra CRC trướcretransmission. Chuyển đổi lưu trữ và chuyển tiếp liên quan đến một sự chậm trễ giữa người gửi vànhận nhưng làm tăng sự tích hợp tổng thể của mạng.Một chuyển đổi lớp 2 có thể được xem như là một phiên bản đầy đủ-hai mặt của Trung tâm. Nó cũng có thểkết hợp logic cho phép nó hoạt động như một cây cầu multiport. [BREY99] danh sách cácfollowing differences between layer 2 switches and bridges:• Bridge frame handling is done in software. A layer 2 switch performs theaddress recognition and frame forwarding functions in hardware.• A bridge can typically only analyze and forward one frame at a time, whereasa layer 2 switch has multiple parallel data paths and can handle multipleframes at a time.• A bridge uses store-and-forward operation. With a layer 2 switch, it is possibleto have cut-through instead of store-and-forward operation.Because a layer 2 switch has higher performance and can incorporate thefunctions of a bridge, the bridge has suffered commercially. New installations typicallyinclude layer 2 switches with bridge functionality rather than bridges.Layer 3 SwitchesLayer 2 switches provide increased performance to meet the needs of high-volumetraffic generated by personal computers, workstations, and servers. However, as thenumber of devices in a building or complex of buildings grows, layer 2 switches15.5 / LAYER 2 AND LAYER 3 SWITCHES 477reveal some inadequacies.Two problems in particular present themselves: broadcastoverload and the lack of multiple links.A set of devices and LANs connected by layer 2 switches is considered to havea flat address space.The term flat means that all users share a common MAC broadcastaddress. Thus, if any device issues a MAC frame with a broadcast address, thatframe is to be delivered to all devices attached to the overall network connected bylayer 2 switches and/or bridges. In a large network, frequent transmission of broadcastframes can create tremendous overhead. Worse, a malfunctioning device cancreate a broadcast storm, in which numerous broadcast frames clog the network andcrowd out legitimate traffic.A second performance-related problem with the use of bridges and/or layer2 switches is that the current standards for bridge protocols dictate that there be noclosed loops in the network. That is, there can only be one path between any twodevices. Thus, it is impossible, in a standards-based implementation, to provide multiplepaths through multiple switches between devices. This restriction limits bothperformance and reliability.To overcome these problems, it seems logical to break up a large local networkinto a number of subnetworks connected by routers. A MAC broadcast frame isthen limited to only the devices and switches contained in a single subnetwork. Furthermore,IP-based routers employ sophisticated routing algorithms that allow theuse of multiple paths between subnetworks going through different routers.However, the problem with using routers to overcome some of the inadequaciesof bridges and layer 2 switches is that routers typically do all of the IP-levelprocessing involved in the forwarding of IP traffic in software. High-speed LANsand high-performance layer 2 switches may pump millions of packets per second,whereas a software-based router may only be able to handle well under a millionpackets per second. To accommodate such a load, a number of vendors have developedlayer 3 switches, which implement the packet-forwarding logic of the routerin hardware.There are a number of different layer 3 schemes on the market, but fundamentallythey fall into two categories: packet by packet and flow based. The packetby-packetswitch operates in the identical fashion as a traditional router. Becausethe forwarding logic is in hardware, the packet-by-packet switch can achieve anorder of magnitude increase in performance compared to the software-basedrouter. A flow-based switch tries to enhance performance by identifying flows of IPpackets that have the same source and destination. This can be done by observingongoing traffic or by using a special flow label in the packet header (allowed in IPv6but not IPv4). Once a flow is identified, a predefined route can be establishedthrough the network to speed up the forwarding process. Again, huge performanceincreases over a pure software-based router are achieved.Figure 15.14 is a typical example of the approach taken to local networking inan organization with a large number of PCs and workstations (thousands to tens ofthousands). Desktop systems have links of 10 Mbps to 100 Mbps into a LAN controlledby a layer 2 switch. Wireless LAN connectivity is also likely to be availablefor mobile users. Layer 3 switches are at the local network’s core, forming a localbackbone. Typically, these switches are interconnected at 1 Gbps and connect tolayer 2 switches at from 100 Mbps to 1 Gbps. Servers connect directly to layer 2 or

Kết quả (Việt) 2:

gây nhiễu mạng và cắt trạm đó ra khỏi mạng. Hình 15.13b minh họa
hoạt động của trung tâm. Ở đây một lần nữa, trạm B là transmitting.This truyền
đi từ B, trên đường truyền từ B đến các trung tâm, và từ các trung tâm cùng những
nhận dòng của mỗi trạm khác kèm theo.
Chúng tôi có thể đạt được hiệu suất cao hơn với một bộ chuyển mạch lớp 2 . Trong trường hợp này, các trung
tâm hoạt động như một công tắc, giống như một chuyển mạch gói hay chuyển mạch. Với một layer 2
switch, một khung đến từ một địa vị nhất là chuyển sang thích hợp
dòng đầu ra sẽ được chuyển giao cho các địa điểm dự định. Đồng thời, khác
dòng không sử dụng có thể được sử dụng để chuyển giao thông khác. Hình 15.13c cho thấy một ví dụ
trong đó B là truyền một frame đến A và đồng thời C được truyền một
khung để D. Vì vậy, trong ví dụ này, thông lượng hiện tại trên mạng LAN là 20 Mbps,
mặc dù mỗi thiết bị cá nhân còn hạn chế đến 10 Mbps. Các switch layer 2 có một số
tính năng hấp dẫn:
476 CHƯƠNG 15 / LOCAL AREA NETWORK TỔNG QUAN
1. Không cần thay đổi phần mềm hoặc phần cứng của các thiết bị gắn liền với
chuyển đổi một mạng LAN xe buýt hoặc một LAN hub với mạng LAN chuyển mạch. Trong trường hợp của một Ethernet
LAN, mỗi thiết bị gắn liền tiếp tục sử dụng Ethernet truy cập trung bình
giao thức điều khiển truy cập mạng LAN. Từ điểm nhìn của các đính kèm
các thiết bị, không có gì đã thay đổi trong logic truy cập.
2. Mỗi thiết bị kèm theo có công suất chuyên dụng tương đương với toàn bộ gốc
LAN, giả định rằng các switch lớp 2 có đủ năng lực để theo kịp với tất cả
các thiết bị kèm theo. Ví dụ, trong hình 15.13c, nếu switch layer 2 có thể duy trì một
thông 20 Mbps, mỗi thiết bị gắn liền xuất hiện để có một năng lực chuyên dụng
cho cả đầu vào và đầu ra của 10 Mbps.
3. Các switch layer 2 quy mô thiết bị easily.Additional có thể được gắn vào các lớp
chuyển đổi 2 bằng cách tăng dung lượng của chuyển mạch lớp 2 tương ứng.
Hai loại layer 2 switch có sẵn như là sản phẩm thương mại:
• Store-and-forward switch: Lớp 2 switch chấp nhận một khung trên một đầu vào
dòng, đệm nó một thời gian ngắn, và sau đó các tuyến đường nó vào dòng đầu ra thích hợp.
• switch Cut-qua: Các switch lớp 2 mất lợi thế của thực tế là các
địa chỉ đích xuất hiện ở đầu của MAC (medium access
control) khung. Các switch lớp 2 bắt đầu lặp đi lặp lại các khung vào
dòng đầu ra thích hợp ngay sau khi các switch lớp 2 nhận ra các điểm đến
địa chỉ.
Việc chuyển đổi cut-through mang thông cao nhất có thể, nhưng tại một số rủi ro
của việc tuyên truyền khung xấu, bởi vì việc chuyển đổi không phải là có thể kiểm tra CRC trước
truyền lại. Việc chuyển đổi lưu trữ và chuyển tiếp liên quan đến một sự chậm trễ giữa người gửi và người
nhận nhưng làm tăng sự thống nhất chung của mạng.
Một switch layer 2 có thể được xem như là một phiên bản full-duplex của trung tâm này. Nó cũng có thể
kết hợp logic mà cho phép nó hoạt động như một cầu nối multiport. [BREY99] liệt kê các
khác biệt sau đây giữa lớp 2 công tắc và cầu:
• Cầu khung xử lý được thực hiện trong phần mềm. Một switch layer 2 thực hiện các
chức năng công nhận địa chỉ và chuyển tiếp khung hình trong phần cứng.
• Một cây cầu thường chỉ có thể phân tích và chuyển tiếp một khung hình tại một thời điểm, trong khi
một switch layer 2 có nhiều đường dẫn dữ liệu song song và có thể xử lý nhiều
khung hình tại một thời điểm.
• Một cây cầu sử dụng lưu trữ và chuyển tiếp hoạt động. Với một bộ chuyển mạch lớp 2, nó có thể
có cắt qua thay vì lưu trữ và chuyển tiếp hoạt động.
Bởi vì một switch lớp 2 có hiệu suất cao hơn và có thể kết hợp các
chức năng của một cây cầu, cây cầu đã bị thương mại hóa. Lắp đặt mới thường
bao gồm layer 2 switch có chức năng cầu nối chứ không phải cầu.
Layer 3 Switch
Layer 2 Switch cung cấp tăng hiệu suất để đáp ứng nhu cầu của số lượng lớn
lưu lượng truy cập được tạo ra bởi các máy tính cá nhân, máy trạm và máy chủ. Tuy nhiên, khi
số lượng các thiết bị trong tòa nhà hay phức tạp của các tòa nhà mọc, layer 2 switch
15,5 / 2 TẦNG VÀ TẦNG 3 TẮC 477
tiết lộ một số vấn đề inadequacies.Two đặc biệt thể hiện mình: phát
sóng. Tình trạng quá tải và thiếu nhiều liên kết
Một tập của các thiết bị và mạng LAN kết nối bởi lớp 2 thiết bị chuyển mạch được coi là có
một căn hộ địa chỉ hạn space.The phương tiện phẳng rằng tất cả người dùng chia sẻ một broadcast MAC chung
địa chỉ. Như vậy, nếu bất kỳ thiết bị phát hành một khung MAC với một địa chỉ quảng bá, mà
khung là để được gửi đến tất cả các thiết bị gắn vào mạng tổng thể kết nối bởi
lớp 2 bị chuyển mạch và / hoặc cầu. Trong một mạng lưới rộng lớn, truyền dẫn phát sóng thường xuyên của
khung hình có thể tạo ra trên không to lớn. Tệ hơn nữa, một thiết bị hư hỏng có thể
tạo ra một cơn bão phát sóng, trong đó rất nhiều khung phát sóng làm tắc nghẽn mạng và
lấn giao thông hợp pháp.
Một hiệu suất liên quan đến vấn đề thứ hai với việc sử dụng các cây cầu và / hoặc lớp
2 thiết bị chuyển mạch được rằng các tiêu chuẩn hiện hành đối với các giao thức cầu dictate rằng có thể không có
vòng lặp khép kín trong mạng. Đó là, chỉ có thể có một con đường giữa hai
thiết bị. Vì vậy, nó là không thể, trong việc thực hiện dựa trên các tiêu chuẩn, cung cấp nhiều
con đường xuyên qua nhiều chuyển mạch giữa các thiết bị. Hạn chế này làm hạn chế cả
hiệu suất và độ tin cậy.
Để khắc phục những vấn đề này, nó có vẻ hợp lý để phá vỡ một mạng lưới địa phương lớn
vào một số mạng con được kết nối bởi các router. Một khung phát sóng MAC được
sau đó chỉ giới hạn cho các thiết bị và chuyển mạch chứa trong một mạng duy nhất. Hơn nữa,
các bộ định tuyến IP dựa trên sử dụng các thuật toán định tuyến tinh vi cho phép các
sử dụng nhiều đường đi giữa các mạng con đi qua các router khác nhau.
Tuy nhiên, vấn đề với việc sử dụng router để khắc phục một số bất cập
của cây cầu và lớp 2 switch là các router thường làm tất cả IP cấp
xử lý liên quan đến việc chuyển tiếp lưu lượng IP trong phần mềm. Mạng LAN tốc độ cao
và hiệu suất cao layer 2 switch có thể bơm hàng triệu gói mỗi giây,
trong khi một router phần mềm chỉ có thể xử lý tốt dưới một triệu
gói mỗi giây. Để thích ứng với một tải trọng như vậy, một số nhà cung cấp đã phát triển
lớp 3 bị chuyển mạch, trong đó thực hiện logic gói chuyển tiếp của
router. Trong phần cứng
Có một số lớp khác nhau 3 phương án trên thị trường, nhưng về cơ bản
họ chia thành hai loại: gói của gói dữ liệu và lưu lượng dựa. Các packetby-packet
switch hoạt động trong thời trang giống hệt như một bộ định tuyến truyền thống. Bởi vì
logic chuyển tiếp là trong phần cứng, các chuyển mạch gói-by-gói có thể đạt được một
thứ tự tăng độ lớn trong hiệu suất so với các phần mềm dựa trên
router. Một dòng chảy chuyển đổi dựa trên cố gắng để nâng cao hiệu suất bằng cách xác định dòng chảy của IP
gói tin có cùng một nguồn và đích. Điều này có thể được thực hiện bằng cách quan sát
giao thông đang diễn ra hoặc bằng cách sử dụng một nhãn lưu lượng đặc biệt trong tiêu đề gói (cho phép trong IPv6
nhưng không IPv4). Khi một dòng chảy được xác định, một tuyến đường được xác định trước có thể được thiết lập
thông qua mạng để đẩy nhanh quá trình chuyển tiếp. Một lần nữa, hiệu suất rất lớn
tăng hơn một router phần mềm tinh khiết đạt được.
Hình 15.14 là một ví dụ điển hình của cách tiếp cận đến mạng cục bộ trong
một tổ chức với một số lượng lớn các máy tính cá nhân và máy trạm (ngàn đến hàng chục
ngàn). Hệ thống máy tính để bàn có các liên kết của 10 Mbps đến 100 Mbps vào một mạng LAN được kiểm soát
bởi một bộ chuyển mạch lớp 2. Kết nối mạng LAN không dây cũng có khả năng sẽ có sẵn
cho người dùng di động. 3 bị chuyển mạch lớp là cốt lõi của mạng lưới địa phương, hình thành một cục
xương sống. Thông thường, các thiết bị chuyển mạch được kết nối với nhau tại 1 Gbps và kết nối
lớp 2 công tắc tại từ 100 Mbps đến 1 Gbps. Máy chủ kết nối trực tiếp đến lớp 2 hay