Что происходит с карликовыми кадрами, полученными коммутатором Cisco Ethernet
Обновлено: 19.05.2024
Во многих центрах обработки данных задержка и дрожание являются наиболее важными показателями. Даже небольшая задержка (латентность) или колебания задержки (джиттер), создаваемые коммутатором, могут оказать серьезное влияние на производительность приложений. Это отличается от общекорпоративной коммутации и маршрутизации, в которых время распространения со скоростью света превосходит задержку, добавляемую любым коммутатором или маршрутизатором.
Напротив, устройства в центре обработки данных находятся на расстоянии всего нескольких метров друг от друга или даже меньше, поэтому каждая микросекунда на счету. Кроме того, часто используется простой бизнес-фактор: чем больше транзакций организация может обработать в единицу времени, тем больше доходов она может получить.
Чтобы уменьшить задержку и дрожание, некоторые коммутаторы (Arista, Blade и Cisco) используют так называемую сквозную коммутацию. Сквозное устройство начинает пересылку кадра после проверки только первых 12 байтов своего заголовка Ethernet. Напротив, коммутатор с промежуточным хранением кэширует весь кадр перед принятием решения о пересылке.
Все коммутаторы Dell, Extreme и HP использовали в этих тестах режим хранения и пересылки. Summit x650 от Extreme можно настроить в любом режиме; Инженеры Extreme решили использовать коммутацию с промежуточным хранением, чтобы уменьшить задержки.
Сквозные схемы обычно обеспечивают меньшую задержку, но есть и недостатки. Самая большая проблема заключается в том, что сквозные коммутаторы будут пересылать поврежденные кадры, поскольку они не ждут, чтобы проверить, верна ли контрольная сумма в конце каждого кадра. Маршрутизатор или другое устройство с промежуточным хранением не позволит поврежденным кадрам покинуть центр обработки данных, но такой трафик может стать проблемой внутри центра обработки данных, особенно в крупных широковещательных доменах.
Еще одна возможная проблема заключается в том, что относительно низкая задержка часто означает относительно небольшие буферы. Это не проблема при перемещении трафика между парами портов, работающих с одинаковой скоростью, но несоответствие скоростей между портами (например, гигабитный и 10G Ethernet) или перегрузка из-за шаблонов трафика «многие к одному» могут привести к потере кадров раньше, чем при сохранении. -устройства переадресации.
В спецификациях некоторых поставщиков заявлены более низкие задержки, чем те, которые мы измерили. Эти утверждения могут быть обоснованными, но они не обязательно являются наиболее значимыми для конечных пользователей (см. связанную статью "Ложь, наглая ложь и задержка").
Проходная конструкция явно принесла преимущества коммутаторам Arista и Blade, которые обеспечивали гораздо меньшую задержку для всех размеров корпуса, чем их конкуренты. Blade G8124 побеждает с самой низкой задержкой одноадресной рассылки — 750 наносекунд с 64-байтными кадрами одноадресной рассылки, — но устройства Arista и Blade неизменно показывали около 800 наносекунд в других тестах.
Cut-through автоматически не приводит к малой задержке, как ясно показывают цифры Cisco Nexus 5010. При обработке небольших кадров коммутатор Cisco обеспечивал среднюю задержку, которая в 20 и более раз превышала максимальную задержку некоторых других коммутаторов. Более того, его максимальная задержка с 64-байтными кадрами составляла ошеломляющие 181 микросекунду. При линейной скорости это означает, что в полете было около 300 кадров. Это было бы большой задержкой для коммутатора Gigabit Ethernet, не говоря уже об устройстве 10G Ethernet, предназначенном для обслуживания центра обработки данных.
Cisco связывает значения задержки с суперкадрированием — методом, который Nexus 5010 использует для объединения множества кадров в один большой блок для переключения через компонент перекрестия блока. Результатом, по словам Cisco, является конструкция, которая обрабатывает как трафик Ethernet, так и трафик хранилища (в форме FCoE), при этом удовлетворяя потребность FCoE в детерминированной задержке (то есть задержке, которая предсказуема и с небольшими изменениями, или дрожанием).
Конечно, у Nexus 5010 задержка при больших кадрах намного ниже, около 3,37 микросекунды, и дрожание также намного меньше. При больших кадрах максимальная задержка коммутатора Cisco составила 3,45 мкс, что всего на 80 нс выше среднего значения. Это подтверждает заявление Cisco о детерминированной задержке и джиттере.
С другой стороны, в лучшем случае задержка для Nexus 5010 по-прежнему более чем в четыре раза выше, чем у коммутаторов Arista или Blade, а максимальные задержки для обоих этих коммутаторов также были примерно на 80 наносекунд выше, чем их средние значения. , независимо от размера кадра. Напротив, в коммутаторе Cisco суперкадрирование ограничивает дрожание только большими кадрами. В этом сравнении есть немного яблок и апельсинов; коммутатор Nexus поддерживает Fibre Channel и FCoE в дополнение к Ethernet, а другие коммутаторы — нет. Тем не менее, более простые устройства Ethernet явно обеспечивали меньшую задержку и дрожание при любом размере кадра.
Коммутаторы Extreme и HP продемонстрировали значительно большую задержку при больших одноадресных кадрах, особенно больших кадрах. Любопытно, что это не относится к коммутатору Dell PowerConnect, хотя в нем используется тот же метод промежуточного хранения, что и в устройствах Extreme и HP. Коммутатор Dell обеспечивает очень предсказуемую задержку для одноадресного трафика для всех размеров кадров: средняя задержка составляет менее 2 мкс, а максимальная задержка примерно на 200 нс выше.
Задержка и дрожание при многоадресной передаче были практически такими же, как при одноадресной передаче для коммутаторов Arista, Blade и Dell. Коммутаторы Arista и Blade достигли самых низких задержек, которые мы видели во всем тесте, около 740 нс при обработке 64-байтных кадров. Цифры Dell также были очень стабильными для всех размеров кадров многоадресной рассылки и очень похожи на результаты одноадресной рассылки.
Задержка многоадресной рассылки для Cisco Nexus 5010, хотя и ниже, чем в одноадресных тестах, по-прежнему остается высокой по сравнению с большинством других коммутаторов. По-видимому, суперфрейминг не играет большой роли в многоадресной коммутации, поскольку мы наблюдали относительно одинаковые средние и максимальные задержки для всех размеров кадров.
Коммутатор HP ProCurve также продемонстрировал очень разные задержки и дрожание многоадресной рассылки по сравнению с его результатами одноадресной передачи, с более высокими средними и максимальными задержками для больших многоадресных кадров. Это удивительно, учитывая, что пропускная способность коммутатора HP для многоадресной рассылки была значительно ниже, чем для одноадресного трафика (задержка измеряется по пропускной способности).
Присоединяйтесь к сообществам Network World на Facebook и LinkedIn, чтобы комментировать самые важные темы.
Кадр возвращается на исходное сетевое устройство.
Кадр транслируется на все остальные устройства в той же сети.
Он определяет наиболее распространенный тип локальной сети в мире.
Это обязательный стандарт уровней 1 и 2 для интернет-коммуникаций.
Он определяет стандартную модель, используемую для описания работы сети.
Управление логической связью реализовано в программном обеспечении.
Управление логической связью указано в стандарте IEEE 802.3.
Подуровень LLC добавляет к данным заголовок и трейлер.
Уровень канала передачи данных использует LLC для связи с верхними уровнями набора протоколов.
Они должны быть глобально уникальными.
Они маршрутизируются только внутри частной сети.
Они добавляются как часть PDU уровня 3.
MAC-адреса реализуются программным обеспечением.
Сетевому адаптеру нужен только MAC-адрес, если он подключен к глобальной сети.
Первые три байта используются OUI, назначенным поставщиком.
адрес назначения уровня 3 для входящих пакетов
адрес назначения уровня 2 исходящих кадров
адрес исходящего уровня 3 исходящих пакетов
Коммутатор отбросит кадр.
Коммутатор будет пересылать кадр только на порт 2.
Коммутатор перенаправит кадр на все порты, кроме порта 4.
Коммутатор перешлет кадр на все порты.
тип коммутатора Cisco
тип разъема Ethernet
тип порта на коммутаторе Cisco
Когда устройство отправляет данные на другое устройство в удаленной сети, кадр Ethernet отправляется на MAC-адрес шлюза по умолчанию.
Адрес уровня 3 на адрес уровня 2
Адрес уровня 3 на адрес уровня 4
Адрес уровня 4 на адрес уровня 2
PC2 отправит ответ ARP со своим MAC-адресом.
RT1 отправит ответ ARP со своим MAC-адресом Fa0/0.
RT1 отправит ответ ARP с MAC-адресом ПК2.
SW1 отправит ответ ARP с MAC-адресом ПК2.
Хост A отправляет запрос ARP на MAC-адрес хоста D.
Хост D отправляет запрос ARP на хост A.
Хост A отправляет пакет коммутатору. Коммутатор отправляет пакет только хосту D, который, в свою очередь, отвечает.
только хосты A, B и C
только хосты A, B, C и D
только хосты B и C
Они должны пересылаться всеми маршрутизаторами в локальной сети.
Они принимаются и обрабатываются каждым устройством в локальной сети.
Они удаляются всеми коммутаторами в локальной сети.
Ручная настройка статических ассоциаций ARP может способствовать отравлению ARP или подделке MAC-адресов.
В больших сетях с низкой пропускной способностью несколько широковещательных передач ARP могут вызвать задержки при передаче данных.
Сетевые злоумышленники могут манипулировать сопоставлениями MAC-адресов и IP-адресов в сообщениях ARP с целью перехвата сетевого трафика.
Большое количество широковещательных запросов ARP может привести к переполнению таблицы MAC-адресов узла и препятствовать обмену данными узла по сети.
Весной 1998 г. компания Cisco Systems объявила о программе сертификации карьеры Cisco. Программа предоставляет два пути — поддержку сети и проектирование сети — к сертификации Cisco Certified Internetwork Expert (CCIE), наивысшему сертификационному уровню Cisco. Взяв за основу успешную программу сертификации Microsoft MCSE, Cisco разработала поэтапный подход к получению сертификата CCIE, который позволяет получить различные сертификаты на пути к CCIE. В этой статье я описываю подход Cisco к сертификации. Я объясню, почему сертификация Cisco может стать ценным дополнением к вашей профессиональной квалификации, и познакомлю вас с некоторыми предметными областями, которые необходимо освоить, чтобы сдать сертификационные экзамены. Наконец, я предлагаю несколько стратегий, которые вы можете использовать для получения сертификата Cisco.
Почему стоит пройти сертификацию Cisco?
В 1997 году Cisco и Microsoft объявили о стратегическом союзе по интеграции служб каталогов, результатом которого стала инициатива Directory Enabled Networks (DEN). DEN — это спецификация схемы каталогов, которая расширяет существующие спецификации x.500 и облегченного протокола доступа к каталогам (LDAP), включая маршрутизаторы и коммутаторы Cisco. Со временем DEN позволит организациям расширить не только схему Active Directory (AD), но и многие схемы каталогов, доступных для LDAP, чтобы включить информацию о пользователях, приложениях, сетях и сетевом оборудовании. (Для получения дополнительной информации об инициативе DEN см. Дейв Чампин, "Directory Enabled Networks", февраль 1999 г.)
Поскольку AD в конечном итоге позволит вам администрировать маршрутизаторы и коммутаторы, вы получите больший контроль над своими пользователями и их взаимодействием с физической сетью. Например, когда вы сегодня реализуете безопасность в своей сети NT, вы сначала создаете физические границы либо с помощью маршрутизаторов, либо с помощью коммутаторов и виртуальных локальных сетей (VLAN). В настоящее время вы основываете политики безопасности на аппаратных и логических адресах исходных рабочих станций. В будущем вы сможете основывать политики безопасности на пользователях и группах.
Ваши пользователи перемещаются, и домен знает, как их найти и следить за ними; DEN сделает еще один шаг вперед и научит сеть распознавать ваших пользователей, где бы они ни находились. Если вы продвинете эту возможность еще на один шаг — получите контроль над сквозными сетевыми службами и управлением приложениями — вы сможете хранить информацию о сетевых службах и приложениях в каталоге.
Какое отношение все это имеет к вам и сертификации Cisco? Много, если учесть, что DEN и сетевые службы Cisco для Active Directory (CNS/AD) в сочетании с LDAP создают сложные конфигурации. Кто будет проектировать, устанавливать и поддерживать эти новые базы данных сетевых служб? Возможно, вы — если добавите новые сертификаты Cisco в свой MCSE.
Cisco разрабатывает спецификации CNS/AD, позволяющие API и Java API (JAPI) обмениваться данными через интегрированную офисную систему Cisco с AD. Запустив CNS/AD на своих устройствах Cisco, вы сможете управлять отношениями между всеми сетевыми ресурсами и использовать наследование в древовидной структуре AD, чтобы контролировать, как AD применяет политики, хранящиеся в каталоге, к другим объектам. Вы сможете создать политику в древовидной структуре AD, а затем предоставить пользователям и группам права на эту политику. Политика будет определять тип трафика и пропускную способность, которую пользователи и группы могут использовать в сети — трафик, который может включать аудио и видео в дополнение к общим данным.
Новые сертификаты Cisco
Основой пути поддержки сети Cisco является сертификация Cisco Certified Network Associate (CCNA). Чтобы получить CCNA, вам необходимо пройти один тест Sylvan Prometric, который включает примерно 70 вопросов с несколькими вариантами ответов. Это требование звучит просто; однако сертификационный экзамен CCNA является более сложным, чем любой экзамен Microsoft, поскольку он требует знания передовых концепций межсетевого взаимодействия. После сдачи экзамена CCNA вы можете получить статус Cisco Certified Network Professional (CCNP), сдав четыре дополнительных экзамена. Наличие CCNP ставит вас в один шаг от сертификации CCIE, самого высокого уровня сертификации Cisco. Давайте подробнее рассмотрим сертификационные экзамены CCNA и CCNP.
Модель OSI. Вопросы экзамена CCNA о спецификациях модели взаимодействия открытых систем (OSI) — самые сложные, которые я когда-либо видел. Вам нужно знать больше, чем названия семи уровней модели OSI. Вы должны знать особенности каждого слоя. Например, вы должны знать, что прикладной уровень идентифицирует и устанавливает доступность предполагаемых партнеров по связи и определяет, какие ресурсы необходимы для связи. Тщательно изучите все уровни OSI, прежде чем зарегистрироваться для сдачи этого экзамена.
Интернет-протоколы. Экзамен CCNA проверяет ваше понимание различных протоколов и их функций на каждом уровне стека интернет-протоколов. Например, вы должны знать, как использовать протокол разрешения адресов (ARP) для поиска аппаратного адреса по известному IP-адресу и как использовать протокол обратного разрешения адресов (RARP) для поиска IP-адреса из известного управления доступом к среде ( MAC-адрес. Кроме того, вы должны знать, как TCP и UDP работают на транспортном уровне, в том числе знать, как настроить надежный сеанс, и вы должны понимать, как IP работает на сетевом уровне. Вы также должны быть в состоянии определить, как кадр, пакет и сегмент работают вместе для отправки данных через объединенную сеть.
IP-адресация и подсети. В отличие от экзаменов Novell или Microsoft, экзамен CCNA представляет собой сложные и подробные вопросы об IP-адресации и подсетях. Если вы плохо разбираетесь в подсетях или вам нужен калькулятор, не утруждайте себя сдачей этого экзамена, пока не разовьете свои навыки. Этот тест требует, чтобы вы быстро нашли действительные хосты и широковещательный адрес подсети, и вам не разрешено использовать калькулятор Windows. Чтобы сдать этот экзамен, не обязательно иметь маску подсети переменной длины (VLSM) или опыт работы с суперсетями.
Интерфейс маршрутизатора Cisco. Вы должны иметь возможность войти в режим пользователя и режим привилегий, использовать экраны справки и настраивать пароли и баннеры. Вы также должны знать, как настраивать интерфейс Ethernet с IP и IPX, создавать списки доступа, сохранять и восстанавливать конфигурации маршрутизатора, выполнять дистанционно-векторную маршрутизацию с протоколом маршрутной информации (RIP) и протоколом маршрутизации внутренних шлюзов (IGRP), а также уметь используйте ISDN и Frame Relay для подключения WAN к маршрутизатору.
Экзамены CCNP.
После получения сертификата CCNA вы можете продолжить сертификацию CCNP. Вы должны сдать четыре экзамена помимо экзамена CCNA, чтобы получить CCNP, но вам не нужно посещать курсы перед сдачей экзаменов, и вы можете сдавать их в любом порядке.
ACRC 11.3, Расширенная конфигурация маршрутизатора Cisco. Этот экзамен начинается с того места, где закончился экзамен CCNA. Вы должны иметь возможность масштабировать большие межсетевые сети с помощью операционной системы межсетевого взаимодействия Cisco (IOS), разбираться в управлении IP-трафиком и управлять производительностью маршрутизатора. Убедитесь, что вы знакомы с расширенными протоколами маршрутизации TCP/IP, IPX-маршрутизацией и управлением трафиком, AppleTalk, мостами, масштабируемостью WAN и полосой пропускания по требованию.
CLSC 1.0, конфигурация коммутатора Cisco LAN. Этот экзамен проверяет ваше понимание коммутаторов Cisco и архитектуры коммутаторов серий 1900, 2800, 3000 и 5000 Catalyst. Чтобы сдать экзамен, вы должны уметь использовать Ethernet, Fast Ethernet, волоконно-оптический интерфейс распределенных данных (FDDI) и эмуляцию локальной сети (LANE) в асинхронном режиме передачи (ATM) для размещения, настройки и обслуживания коммутаторов Catalyst LAN. Cisco может заменить этот экзамен на построение многоуровневых коммутационных сетей Cisco. Прежде чем зарегистрироваться для сдачи экзаменов CCNP, убедитесь, что вы понимаете, какой экзамен является текущим требованием.
CMTD 8.0, Настройка, мониторинг и устранение неполадок в службах коммутируемого доступа. Будьте готовы к установке, настройке, мониторингу и устранению неполадок в службах доступа Cisco и коммутируемого доступа ISDN. Cisco может заменить этот экзамен на создание сетей удаленного доступа Cisco. Опять же, перед регистрацией убедитесь, какой экзамен вам нужно сдать.
CIT 4.0, Устранение неполадок межсетевого взаимодействия Cisco. Этот экзамен проверяет ваши знания об использовании многопротокольных хостов и серверов, работающих под управлением Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, Frame Relay, последовательных линий и ISDN, для определения базовых показателей и устранения неполадок Cisco. маршрутизируемые и коммутируемые среды.
Если вы действительно ненавидите сдавать тесты, вам повезло. Вы можете сдать меньше экзаменов и при этом получить CCNP, сдав экзамен CCNA, экзамен CIT 4.0 и экзамен Foundation Routing and Switching (FRS 1.0). Однако имейте в виду, что экзамен FRS 1.0 просто объединяет экзамены ACRC 11.3, CLSC 1.0 и CMTD 8.0. Однако экзамен Foundation Routing and Switching экономит 100 долларов США по сравнению со стоимостью сдачи трех экзаменов по отдельности и позволяет сдать один длинный экзамен вместо трех коротких.
Сертификация по проектированию сетей
Для профессионалов, которые хотят проектировать сети, а также устанавливать их и устранять неполадки, Cisco создала программу сертификации специалистов по проектированию сетей Cisco. Вы можете получить два сертификата на этом треке: Cisco Certified Design Associate (CCDA) и Cisco Certified Design Professional (CCDP). Вам нужно сдать только один экзамен, чтобы получить CCDA: DCN 1.0, Проектирование сетей Cisco. Чтобы получить CCDP, вы должны пройти Advanced Cisco Router Configuration; Конфигурация коммутатора Cisco LAN; Настройка, мониторинг и устранение неполадок служб коммутируемого доступа; и CID 3.0, Cisco Internetwork Design. Если у вас уже есть CCNP, вам необходимо сдать Designing Cisco Networks, чтобы получить CCDA; вы должны сдать только Cisco Internetwork Design, чтобы получить сертификат CCDP.
Читайте также: