المشاركة رقم:62
الشهادة CompTIA
Network+
الفصل 3 : أجهزة توصيل الشبكة CHAPTER 3: NETWORK CONNECTION HARDWARE
_________________________________
التبديل
Switching
- البدالة (Switch) هي:
علبة فيها عدة مقابس كبلات وتشبه موزع الكبلات، وهي نوع
آخر من أجهزة توصيل طبقة وصلة البيانات.
-
A switch is:
A box with
multiple cable jacks, similar in appearance to a hub, and another type of
data-link layer connection device.
------------------------------------------------------------
- الفرق بين
موزع الكبلات والبدالة هو:
موزع الكبلات يمرر كل رزمة واردة عبر كل منافذه والبدالة
تمرر كل رزمة واردة فقط الى المنفذ الذي يزود الطريق الى النظام الوجهة، كما هو
مبين في الشكل 3-17.
-
The difference between a hub and a switch is:
a hub forwards
every incoming packet out through all of its ports and a switch forwards each
incoming packet only to the port that provides access to the destination
system, as shown in Figure 3-17.
------------------------------------------------------------
- حسنات البدالة:
1. تحول الشبكة LAN من وسائط مشتركة إلى وسائط مكرسة، لأن
البدالات ترسل الرزم إلى منفذ واحد فقط.
2. تأخذ كل رزمة مسار مكرس من الكمبيوتر المصدر إلى الوجهة،
مما يشكل ميدان تصادم منفصل لذلك الكمبيوترين.
3. لا يلتقى أي كمبيوتر الرزم التي تتوجه إلى كمبيوتر آخر،
ولا تحدث تصادمات خلال عملية الارسال الاحادي لان كل كمبيوترين على الشبكة يملكان
ما يوازي كبل مكرس يربطهما.
4. البدالة تزيل عملية ازدحام حركة المرور الغير الضروري على
الشبكة.
5. كل كمبيوترين يملكان عرض نطاق البث الكامل للشبكة مكرساً
لهما.
- advantage
of a switch:
1.
switches
basically convert the LAN from a shared network medium to a dedicated one,
because they forward packets to a single port only.
2.
each packet
takes a dedicated path from the source computer to the destination, forming a
separate collision domain for those two computers.
3.
No computers
receive packets destined for other systems, and no collisions occur during
unicast transmissions because every pair of computers on the network has what
amounts to a dedicated cable segment connecting them.
4.
a switch
practically eliminates unnecessary traffic congestion on the network.
5.
each pair of
computers has the full bandwidth of the network dedicated to it.
------------------------------------------------------------
- مثال (عرض
نطاق البث)
شبكة ايثرنت قياسية تستعمل موزع كبلات قد تتضمن 20
كمبيوتر يتشاركون نفس عرض نطاق البث البالغ 10ميغابت بالثانية. استبدل مزع الكبلات
ببدالة، وسينال كل كمبيوترين قناة مكرسة لهما سرعتها 10ميغابت بالثانية. هذا ويمكن
أن يحسن أداء الشبكة الإجمالي بشكل كبير دون الحاجة إلى تعديل محطات العمل.
بالإضافة إلى ذلك، تزود البدلات منافذ تعمل في الصيغة المزدوجة، وهذا يضاعف
إنتاجية الشبكة 10ميغابت بالثانية.
- Example (bandwidth):
A standard
Ethernet LAN using a hub might have 20 or more computers sharing the same 10
Mbps of bandwidth. Replace the hub with a switch, and every pair of computers
has its own dedicated 10-Mbps channel. This can greatly improve the overall
performance of the network without requiring any workstation modifications. In
addition, some switches provide ports that operate in full-duplex mode, which
effectively doubles the throughput of a 10-Mbps network to 20 Mbps.
------------------------------------------------------------
تثبيت البدلات
Installing
Switches
- البدالات
عادة:
غير مطلوبة في الشبكات الصغير التي تستعمل موزع كبلات
واحد فقط
-
Switches generally:
aren’t needed on
small networks that use only a single hub.
------------------------------------------------------------
- ستجدها في
اغلب الأحيان:
في الشبكات الكبيرة، حيث تستعمل بدلا نت الجسور أو
الموجهات.
-
They are more often found:
on larger
networks, where they’re used instead of bridges or routers.
------------------------------------------------------------
- إذا أخذت
شبكة بينية لشركة قياسية تتألف من عمود فقري وسلسلة أقسام واستبدلت الموجهات
ببدلات:
سيكون تأثير ذلك كبير. في الشبكة التي تستخدم موجهات،
يجب على العمود الفقري أن يحمل حركة مرور الشبكة البينية التي تولدها كل الأقسام.
يمكن ان يؤدي هذا الى ازدحام على العمود الفقري، حتى لو كان يستعمل وسائط أسرع من
الأقسام. وفي الشبكة التي تستخدم بدالات، ستوصل الكمبيوترات ببدالات مجموعات عمل
فردية، التي بدورها موصولة ببدالة عمود فقري عالية الأداء. كما هو مبين في الشكل
3-18. بالنتيجة يستطيع أي كمبيوتر على الشبكة أن يفتح قناة مكرسة إلى أي كمبيوتر
آخر، حتى عندما يمر مسار البيانات عبر عدة بدالات.
-
If you take a standard enterprise internetwork consisting of a backbone and a
series of segments and replace the routers with switches:
The effect is
profound. On the routed network, the backbone must carry the internetwork
traffic generated by all the segments. This can lead to heavy traffic on the
backbone, even if it uses a faster medium than the segments. On a switched
network, you connect the computers to individual workgroup switches, which are
in turn connected to a high-performance backbone switch, as shown in Figure
3-18. As a result, any computer on the network can open a dedicated channel to
any other computer, even when the data path runs through several switches.
------------------------------------------------------------
البدالات والبث
Switches
and Broadcast
- المشكلة في
استبدال كل الموجهات في شبكة بينية كبيرة ببدالات هي:
أنك تنشئ بث واحد ضخم بدلا من عدة ميادين صغيرة. مسألة
ميادين التصادم لم تعد مشكلة لأن هناك تصادمات اقل بكثير.
-
The problem with replacing all of the routers on a large internetwork with switches
is:
that you create one huge broadcast domain instead of several small ones. The issue of collision domains is no longer a problem because there are far fewer collisions.
that you create one huge broadcast domain instead of several small ones. The issue of collision domains is no longer a problem because there are far fewer collisions.
------------------------------------------------------------
- لكن
البدالات:
ترحل كل بث يولده كمبيوتر في أي مكان في الشبكة إلى
الكمبيوترات الأخرى، وهذا يزيد عدد الرزم الغير ضرورية التي يعالجها كل نظام.
-
However, switches:
relay every
broadcast generated by a computer anywhere on the network to every other
computer, which increases the number of unnecessary packets processed by each
system.
------------------------------------------------------------
- هناك عدة
تقنيات تحل هذه المشكلة، من بينها ما يلي:
الشبكات LAN الوهمية (الشبكات VLAN)
مع شبكة وهمية يمكنك إنشاء شبكات فرعية في شبكة ذات
بدالات تتواجد فقط في البدالات نفسها. الشبكة المادية لاتزال ذات بدالات، لكن
يمكنك تحديد عناوين الأنظمة التي تنتمي الى شبكة فرعية محددة. يمكن أن تتواجد تلك
الأنظمة في أي مكان لأن الشبكة الفرعية وهمية وليست مرهونة بالتصميم المادي
للشبكة. عندما يرسل كمبيوتر في شبكة فرعية معينة رسالة بث، تذهب الرزمة إلى
الكمبيوترات في تلك الشبكة الفرعية فقط، بدلا من أن تمد في كل أرجاء الشبكة.
الاتصال بين الشبكات الفرعية يمكن أن يكون إما عن طريق موجهات أو بدالات، لكن كل
حركة المرور ضمن الشبكة VLAN تكون عن
طريق البدالات.
التبديل عند مستوى الطبقة 3
إنه أحد أنواع المفهوم VLAN يقلل كمية التوجيه المطلوب بين الشبكات VLAN. عندما تحتاج الأنظمة في شبكات VLAN مختلفة إلى التواصل، ينشئ موجة وصلة بين الأنظمة ثم تتولى البدالات
الأمر، وهذه علية تسمى أحيانا "التوجيه مرة، والتبديل عدة مرات". يحدث
التوجيه عند الضرورة القصوى فقط. خلافا لبدالات طبقة وصلة البيانات، التي يمكنها
فقط أن تقرأ فقط محتويات رأس بروتوكول طبقة وصلة البيانات في الرزم التي تعالجها،
تستطيع بدالات الطبقة 3 أن تقرأ العناوين في رأس بروتوكول طبقة الشبكة أيضا.
-
Several technologies address this problem, including the following:
Virtual
LANs (VLANs)
With a virtual
LAN you can create subnets on a switched network that exist only in the
switches themselves. The physical network is still switched, but you can
specify the addresses of the systems that belong to a specific subnet. These
systems can be located anywhere because the subnet is virtual and is not
constrained by the physical layout of the network. When a computer on a
particular subnet transmits a broadcast message, the packet goes only to the
computers in that subnet, rather than being propagated throughout the entire
network. Communication between subnets can be either routed or switched, but
all traffic within a VLAN is switched.
Layer
3 switching
Layer 3
switching is a variation on the VLAN concept that minimizes the amount of
routing needed between the VLANs. When systems on different VLANs need to
communicate, a router establishes a connection between the systems and then the
switches take over, a process sometimes called “route once, switch many.”
Routing occurs only when absolutely necessary. Unlike datalink layer switches,
which can read only the contents of the data-link layer protocol header in the
packets they process, layer 3 switches can read the addresses in the network
layer protocol header as well.
------------------------------------------------------------
VLAN:
Virtual LAN
أنواع البدالات
Switches
Types
- هناك نوعان
رئيسيان للبدالات:
1. العبور الفوري (cut-through).
2. التخزين والتمرير (store-and-forward).
- There
are two basic types of switches:
1.
cut-through.
2.
store-and-forward.
------------------------------------------------------------
- بدالة العبور
الفوري (cut-through):
تمرر بدالة العبور الفوري الرزم فوراً بقراءتها العنوان
الوجهة من رؤوس بروتوكول طبقة وصلة بياناتها حالما تتلقاها وترحل الرزم عبر المنفذ
الملائم، من دون معالجة إضافية. لا تنتظر البدالة قدوم الرزمة بالكامل قبل أن تبدأ
بتمريرها. في معظم الحالات، تستعمل بدالات العبور الفوري آلية جهازية تتألف من
شبيكة دارات إدخال / إخراج تمكن البيانات من دخول البدالة والخروج منها عبر أي
منفذ. يسمى هذا التبديل بالمصفوفة (matrix switching) أو التبديل المتقاطع (crossbar
switching). هذا النوع من البدالات رخيص نسبيا ويقلل
التأخير الذي يحدث بينما تعالج البدالة الرزم (يسمى وقت التأخير هذا خمود، latency).
-
cut-through switch:
A cut-through switch
forwards packets immediately by reading the destination address from their
data-link layer protocol headers as soon as they’re received and relaying the
packets out through the appropriate port, with no additional processing. The
switch does not wait for the entire packet to arrive before it begins
forwarding it. In most cases cut-through switches use a hardware-based
mechanism consisting of a grid of I/O circuits that enable data to enter and
leave the switch through any port. This is called matrix switching or crossbar
switching. This type of switch is relatively inexpensive and minimizes the
delay that occurs while the switch processes the packets. (This delay time is
called latency.)
------------------------------------------------------------
- بدالة
التخزين والتمرير (store-and-forward):
تنتظر بدالة التخزين والتمرير إلى أن تصل الرزمة بالكامل
قبل أن تمررها الى وجهتها. يمكن لهذا النوع من البدالات أن يكون بدالة ذات ذاكرة
مشتركة، والتي لها دارئ ذاكرة يخزن البيانات الواردة من كل المنافذ، أو بدالة لها
هندسة الباص، مع دارئات فردية لكل منفذ، موصولة من خلال باص. بينما يتم تخزين
الرزمة في دارئات ذاكرة البدالةـ تتحقق البدالة من صحة البيانات بتنفيذها فحص CRC. تتحقق البدالة أيضا من عدم وجود مشاكل أخرى
خاصة ببروتوكول طبقة وصالة البيانات – مشاكل يمكن أن تؤدي إلى ألواح سيئة التصميم
وظروف ضارة كالأقزام (runts) والعمالقة
(giants) والبربرة (jabber).
- A
store-and-forward switch:
waits until an
entire packet arrives before forwarding it to its destination. This type of
switch can be a shared-memory switch, which has a common memory buffer that stores
the incoming data from all of the ports, or a bus architecture switch, with
individual buffers for each port, connected by a bus. While the packet is
stored in the switch’s memory buffers, the switch verifies the data by
performing a CRC check. The switch also checks for other problems peculiar to
the data-link layer protocol involved—problems that could result in malformed
frames and detrimental conditions such as runts, giants, and jabber.
------------------------------------------------------------
- تعاني
بدالات التخزين والتمرير من سيئتين:
1. يسب الفحص CRC وفحص الأخطاء خموداً اضافياً في عملية تمرير الرزمة.
2. الوظائف الإضافية تجعل بدالات التخزين والتمرير أغلى من
بدالات العبور الفوري.
- Store-and-forward
switches have two drawbacks:
1.
CRC and error
checking naturally introduce additional latency into the packet forwarding
process.
2.
The additional
functions make store-and-forward switches more expensive than cut-through
switches.
------------------------------------------------------------
- حسنة
بدالات الخزين والتمرير هي:
أنها تحافظ على نوعية خدمة أعلى طوال عملية الفحص.
-
The advantage to store-and-forward switching is:
that a higher
quality of service is maintained through the checking process.
------------------------------------------------------------
- معلومات
إضافية فيديو توضيحي شغل الفيديو Hubs
and Switches لرؤية فيلم توضيحي عن
الفرق بين الموزعات والبدالات.
- MORE INFO Demonstration Video Run
the Hubs and Switches video for a demonstration of the difference between a Hubs
and a Switches.
------------------------------------------------------------
CRC: Cyclic
Redundancy Check
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق