10/24/2011

LAN Switching


Bagaimana sebuah Switch Bekerja ?

Bingkai Revisited
Ingat kembali dari Bab 1, "Dasar-dasar Jaringan," bahwa frame membawa data melintasi jaringan dan terdiri dari tiga bagian: header, data itu sendiri (payload), dan trailer, seperti yang diilustrasikan dalam Gambar 6-1.
Ketiga komponen-frame header, data, dan trailer-menggabungkan dalam membuat sebuah frame lengkap. header yang mengidentifikasi alamat tujuan data-link dari frame, payload data dari protokol lapisan atas (seperti paket-paket dari lapisan jaringan), dan trailer menandakan akhir dari frame.

Ingat kembali dari Bab 5, "Ethernet LAN", bahwa alamat MAC (Media Access Control alamat atau alamat fisik) adalah nomor seri yang unik dibakar ke adapter jaringan yang membedakan bahwa kartu jaringan dari semua orang lain pada jaringan. Untuk menjadi bagian dari jaringan apapun, Anda harus memiliki alamat sehingga orang lain dapat menghubungi Anda.
Ada dua jenis alamat yang ditemukan dalam suatu jaringan: alamat jaringan logis dan alamat data-link fisik. Dalam LAN bridging dan switching lingkungan, Anda prihatin dengan alamat fisik (alamat MAC), dan alamat MAC ditemukan dalam header frame.

Alamat MAC adalah alamat fisik dari perangkat dan 48 bit (6 byte) yang panjang. Hal ini terdiri dari dua bagian: pengidentifikasi unik organisasi (oui) dan alamat vendor-ditetapkan, seperti digambarkan pada Gambar 6-2.
Ingat bahwa alamat MAC pada komputer akan terlihat seperti ini: 00-06-0f-08-b4-12. Alamat MAC digunakan untuk adapter Fast Ethernet pada komputer dalam pertanyaan-the oui adalah 00-06-0f, dan jumlah yang ditunjuk vendor-08-b4-12.
Metode Transmisi
LAN transmisi data pada Layer 2 jatuh ke dalam tiga klasifikasi: unicast, multicast, dan broadcast.
Dalam setiap jenis transmisi, sebuah frame tunggal dikirim ke satu node pada jaringan. Jika bingkai yang akan dikirim ke lebih dari satu simpul pada jaringan, pengirim harus mengirimkan data stream unicast individu untuk setiap node.

Dalam transmisi unicast, bingkai tunggal atau paket akan dikirim dari satu sumber ke tujuan tunggal pada jaringan. Dalam lingkungan transmisi multicast, bingkai data tunggal atau sumber paket tunggal untuk beberapa tujuan akan disalin dan dikirim ke bagian-bagian spesifik pada node pada jaringan.
Dalam lingkungan transmisi siaran dari sumber tunggal untuk semua node, bingkai tunggal atau paket data akan disalin dan dikirim ke semua node pada jaringan.

Unicast
Unicast adalah satu-ke-satu metode di mana transmisi jaringan membawa pesan ke satu penerima, seperti dari server ke workstation LAN. Dalam lingkungan unicast, meskipun beberapa pengguna mungkin akan meminta informasi yang sama dari server yang sama pada saat yang sama, seperti klip video, duplikasi data stream dikirim. Satu sungai akan dikirim ke setiap pengguna, seperti digambarkan dalam Gambar 6-3.
Unicast mengirimkan data stream yang terpisah untuk setiap komputer yang meminta data, pada gilirannya membanjiri jaringan dengan lalu lintas. Unicast bisa dibandingkan dengan sebuah pertemuan setelah kerja. Anda dan beberapa rekan kerja-Anda mungkin akan ke tujuan yang sama, tetapi masing-masing membawa kendaraan sendiri, membanjiri jalan-jalan dengan mobil. (Jadi pada saat Anda pergi ke sebuah pertemuan setelah kerja, dan setiap orang mengendarai mobilnya sendiri, katakan kepada mereka Anda "unicasting.")

   Multicast
Multicast adalah metode transmisi satu-ke-banyak di mana jaringan membawa pesan ke beberapa penerima sekaligus. Multicast mirip dengan penyiaran, kecuali bahwa multicasting berarti pengiriman ke kelompok tertentu, sedangkan penyiaran berarti pengiriman untuk semua orang, apakah mereka ingin lalu lintas atau tidak. Ketika jumlah besar pengiriman data, multicast menghemat bandwidth jaringan cukup besar karena sebagian besar data yang dikirim hanya sekali. Data perjalanan dari sumbernya melalui tulang punggung utama dan kemudian dikalikan, atau didistribusikan keluar, pada beralih poin lebih dekat dengan pengguna akhir (lihat Gambar 6-4). Ini lebih efisien daripada sistem unicast, di mana data tersebut disalin dan diteruskan ke setiap penerima.

Multicast menghemat bandwidth jaringan dengan mengirimkan aliran data tunggal di seluruh jaringan, sebanyak yang Anda dan orang lain mungkin carpool ke dan dari tempat kerja, sehingga mengurangi lalu lintas di jalan. Sebagai contoh, beberapa dari Anda mungkin naik bersama-sama untuk beberapa titik, seperti titik drop-off di kota, dan kemudian menyebar dari sana. Multicast bekerja dengan cara yang sama dengan menggunakan konsep transmisi bersama di dalam jaringan. Multicast mengirimkan data ke titik akhir yang telah ditentukan, seperti tombol, di mana lalu lintas yang dikirim ke setiap penerima yang dimaksud, bukan setiap jalur lalu lintas yang dikirim dari awal sampai akhir di seluruh jaringan, tergantung pada orang lain.

    Siaran
Siaran adalah satu-untuk-semua metode transmisi dalam jaringan yang membawa pesan ke semua perangkat pada saat yang sama, seperti digambarkan pada Gambar 6-5.
Broadcast lalu lintas pesan dikirim ke setiap node di jaringan di mana siaran tidak disaring atau diblokir oleh router. Siaran yang dikeluarkan oleh Address Resolution Protocol (ARP) untuk resolusi alamat ketika lokasi pengguna atau server tidak diketahui. Sebagai contoh, lokasi itu bisa diketahui ketika klien jaringan atau server pertama bergabung dengan jaringan dan mengidentifikasi sendiri. Kadang-kadang siaran adalah hasil dari perangkat jaringan terus mengumumkan kehadiran mereka dalam jaringan, sehingga perangkat lain tidak lupa yang masih menjadi bagian dari jaringan. Apapun alasan untuk siaran, siaran harus mencapai semua stasiun mungkin yang berpotensi merespon.
Ukuran Frame
Ukuran Frame diukur dalam byte dan memiliki panjang minimum dan maksimum, tergantung pada teknologi diterapkan. Misalnya, ukuran frame minimal untuk LAN Ethernet adalah 64 byte dengan cek redundansi 4-byte siklik (CRC), dan ukuran frame maksimum 1518 byte. Minimum / maksimum untuk Token Ring LAN adalah 32 bytes/16 kilobyte (KB), masing-masing.

Mengapa penting untuk mengetahui ukuran minimum dan maksimum frame jaringan Anda dapat mendukung?
Mengetahui ukuran memungkinkan Anda untuk memastikan bahwa lalu lintas pesan pengguna Anda 'sampai ke mana harus pergi cepat dan akurat.

Misalkan bagian surat-surat perusahaan Anda dilengkapi hanya untuk menangani surat dan amplop berukuran bisnis dan tidak siap untuk menangani kartu pos atau lebih besar amplop ukuran folio. Amplop surat-ukuran adalah ukuran minimum, dan amplop berukuran bisnis adalah ukuran maksimum "frame" diizinkan oleh bagian surat-surat Anda. Apa pun lebih kecil daripada ukuran amplop surat, seperti kartu pos, bisa dianggap kerdil, dan apa pun lebih besar dari amplop berukuran bisnis mungkin dianggap raksasa.

Gambar 6-6 menggambarkan konsep ukuran frame minimum dan maksimum, dan hasilnya, di bagian surat-surat perusahaan. (Mari kita harap ini tidak benar-benar terjadi, meskipun mungkin menjelaskan beberapa bagian yang hilang dari mail.)
Dalam bagian surat-surat (switch) skenario, baik kartu-kartu pos (runts) dan amplop ukuran folio (raksasa) tidak akan diterima oleh bagian surat-surat (switch) dan karena itu akan jatuh ke tempat sampah.

catatan

 Ukuran frame maksimum juga dikenal sebagai unit transmisi, maksimum atau MTU. Ketika sebuah frame adalah lebih besar dari MTU, itu rusak, atau terpecah-pecah, menjadi potongan-potongan yang lebih kecil oleh protokol Layer 3 untuk mengakomodasi MTU jaringan.
Layer 2 Switching Metode
LAN switch dicirikan dengan metode forwarding bahwa mereka mendukung, seperti suatu saklar toko-and-forward, cut-melalui switch, atau beralih fragmen-bebas. Dalam metode toko-and-forward switching, memeriksa kesalahan dilakukan terhadap frame, dan frame dengan kesalahan akan dibuang. Dengan memotong-melalui metode switching, tidak ada pemeriksaan kesalahan dilakukan terhadap frame, yang membuat bingkai meneruskan melalui saklar switch lebih cepat daripada toko-dan-maju.

Store-dan-Forward Switching
Store-and-forward switching berarti bahwa salinan menonaktifkan LAN setiap frame lengkap ke dalam memory switch dan menghitung buffer cek redundansi siklik (CRC) untuk kesalahan. CRC adalah metode pengecekan error yang menggunakan rumus matematika, berdasarkan jumlah bit (1s) dalam bingkai, untuk menentukan apakah frame diterima errored. Jika kesalahan CRC ditemukan, frame tersebut akan dibuang. Jika frame bebas dari kesalahan, beralih ke depan bingkai keluar port interface yang sesuai, seperti digambarkan pada Gambar 6-7.

Sebuah frame Ethernet dibuang jika lebih kecil dari 64 byte panjangnya, kerdil, atau jika frame lebih besar dari 1518 byte panjangnya, raksasa, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 6-8.
catatan

 
Beberapa switch dapat dikonfigurasi untuk melakukan raksasa, atau jumbo, frame
Jika bingkai tidak berisi kesalahan, dan bukan merupakan kerdil atau raksasa, saklar LAN menengadah alamat tujuan dalam forwarding, atau switching, meja dan menentukan antarmuka keluar. Hal ini kemudian diajukan kerangka menuju tujuan yang diinginkan.

     Store-dan-Forward Switching Operasi
Store-dan-forward switch seluruh toko bingkai di memori internal dan memeriksa frame untuk kesalahan sebelum meneruskan frame ke tujuannya. operasi saklar Store-dan-maju menjamin tingkat tinggi lalu lintas jaringan bebas dari kesalahan, karena data buruk frame akan dibuang daripada diteruskan di seluruh jaringan, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 6-9.
Toko-and-forward switch ditunjukkan dalam Gambar 6-9 memeriksa frame untuk masing-masing menerima kesalahan itu sebelum meneruskan ke segmen jaringan kerangka itu tujuan. Jika bingkai gagal pemeriksaan ini, switch menjatuhkan frame dari buffer, dan frame dibuang ke dalam ember pepatah sedikit.

Sebuah kelemahan dengan metoda store-and-forward switching adalah salah satu kinerja, karena telah beralih untuk menyimpan seluruh data frame sebelum memeriksa kesalahan dan forwarding.
Kesalahan ini hasil pengecekan di latency beralih tinggi (delay). Jika beberapa switch dihubungkan, dengan data yang diperiksa di setiap titik saklar, performa jaringan total dapat menderita sebagai hasilnya. Kelemahan lain untuk toko-and-forward switching adalah bahwa saklar memerlukan lebih banyak memori dan prosesor (unit pengolahan pusat, CPU) siklus untuk melakukan inspeksi rinci dari setiap frame daripada dipotong-melalui atau switching fragmen-bebas.

      Cut-Through Switching
Dengan cut-through switching, salinan menonaktifkan LAN ke dalam memori hanya alamat MAC tujuan, yang terletak di 6 byte pertama dari frame berikut pembukaan. sakelar mendongak alamat tujuan dalam tabel MAC switching nya, menentukan port interface keluar, dan ke depan frame ke tujuan melalui port switch yang ditunjuk. Potongan-melalui switch mengurangi keterlambatan karena beralih mulai maju bingkai segera setelah membaca alamat tujuan MAC dan menentukan port switch keluar, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 6-10.
Cut-melalui switch ditunjukkan pada Gambar 6-10 memeriksa header frame diterima masing-masing untuk menentukan tujuan forwarding sebelum ke segmen jaringan kerangka itu tujuan. Bingkai dengan dan tanpa kesalahan akan diteruskan dalam bentuk potongan-melalui operasi switching, meninggalkan deteksi error dari frame ke penerima yang dimaksudkan. Jika saklar menerima menentukan frame errored, frame dibuang ke ember sedikit di mana frame kemudian dibuang dari jaringan.

Cut-through switching dikembangkan untuk mengurangi keterlambatan dalam bingkai saklar pengolahan saat mereka tiba di saklar dan akan diteruskan ke port switch tujuan.
sakelar menarik header frame ke buffer pelabuhan. Bila alamat MAC tujuan ditentukan oleh switch, switch pemain depan keluar frame port interface yang benar untuk tujuan yang dimaksud kerangka itu.

Cut-through switching dalam mengurangi latensi saklar. Jika bingkai itu rusak dalam perjalanan, namun, switch masih meneruskan frame buruk. tujuan menerima frame ini buruk, cek rangka's CRC, dan membuang itu, memaksa sumber untuk mengirim ulang frame. Proses ini limbah bandwidth dan, jika terjadi terlalu sering, pengguna jaringan mengalami penurunan yang signifikan pada jaringan. Sebaliknya, toko-and-forward switching mencegah errored diteruskan frame dari seluruh jaringan dan memberikan kualitas layanan (QoS) mengelola jaringan arus lalu lintas.

catatan

 Hari switch tidak menderita latency jaringan bahwa warisan (tua) switch bekerja di bawah. Ini meminimalkan efek latensi telah beralih pada lalu lintas Anda. switch Hari ini adalah lebih cocok untuk sebuah sistem toko-dan-maju.

      Potong-Switching Melalui Operasi
Cut-through switch tidak melakukan apapun pengecekan error dari frame karena switch terlihat hanya untuk tujuan frame's MAC address dan meneruskan frame keluar port switch yang sesuai. Potong-melalui hasil switching dalam switch latency rendah. Kerugiannya, adalah bahwa frame data yang buruk, frame yang baik serta, akan dikirim ke tempat tujuan mereka. Sepintas, ini mungkin tidak terdengar buruk karena kebanyakan kartu jaringan frame memeriksa sendiri secara default untuk memastikan data yang baik diterima. Anda mungkin menemukan bahwa jika jaringan Anda dipecah menjadi workgroups, kemungkinan frame buruk atau benturan mungkin diminimalkan, pada gilirannya membuat cut-through switching pilihan yang baik untuk jaringan Anda.

      Fragmen-Free Switching
Fragmen-bebas switching juga dikenal sebagai switching runtless dan merupakan gabungan dari cut-through dan store-and-forward switching. Fragmen-bebas switching dikembangkan untuk memecahkan masalah akhir-tabrakan.

catatan

 Ingatlah bahwa ketika dua sistem transmisi 'terjadi pada saat yang sama, hasilnya adalah tabrakan. Tabrakan adalah bagian dari komunikasi Ethernet dan tidak menyiratkan kondisi kesalahan. Sebuah tabrakan terlambat adalah serupa dengan Ethernet tabrakan, kecuali bahwa itu terjadi setelah semua penghuni di jaringan seharusnya mampu melihat bahwa host sudah transmisi.

Sebuah tabrakan akhir menunjukkan bahwa sistem lain yang mencoba untuk mengirimkan setelah host telah dikirimkan paling tidak 60 byte pertama dari bingkainya. Akhir tabrakan biasanya disebabkan oleh Ethernet LAN terlalu besar dan karena itu yang perlu tersegmentasi.
Akhir tabrakan juga dapat disebabkan oleh perangkat jaringan yang rusak pada segmen dan duplex (misalnya, half-duplex/full-duplex) ketidaksesuaian antara perangkat yang terhubung.
 
      Fragmen-Gratis Switching Operasi
Fragmen-bebas switching bekerja seperti memotong-melalui switching dengan pengecualian bahwa beralih di toko-toko bebas modus fragmen-64 byte pertama dari frame sebelum forwarding. Fragmen-bebas switching dapat dilihat sebagai kompromi antara switching toko-and-forward dan cut-melalui switching. Alasan toko switching fragmen-bebas hanya 64 byte pertama dari frame adalah bahwa kesalahan jaringan yang paling dan tabrakan terjadi selama 64 byte pertama dari sebuah frame.

catatan

 metode yang berbeda bekerja lebih baik pada berbagai titik dalam jaringan. Sebagai contoh, potong-melalui switching yang terbaik bagi jaringan inti di mana kesalahan lebih sedikit, dan kecepatan yang sangat penting. Store-dan-forward terbaik pada lapisan akses jaringan di mana masalah jaringan yang paling dan pengguna berada.
 
       Layer 3 Switching
Layer 3 switching adalah contoh lain dari switching fragmen-bebas. Sampai saat ini, diskusi ini telah berkonsentrasi pada switching dan menjembatani di lapisan data link (Layer 2) dari Interkoneksi Sistem Terbuka (OSI) model. Ketika teknologi jembatan pertama kali dikembangkan, tidak praktis untuk membangun jembatan kawat-kecepatan dengan sejumlah besar port berkecepatan tinggi karena biaya produksi yang terlibat. Dengan teknologi ditingkatkan, banyak fungsi diimplementasikan dalam perangkat lunak sebelumnya dipindahkan ke dalam perangkat keras, meningkatkan kinerja dan memungkinkan produsen untuk membangun harga terjangkau-kecepatan switch kawat.

Sedangkan bridge dan switch bekerja pada data link layer (OSI Layer 2), router bekerja di lapisan jaringan (OSI Layer 3). Router menyediakan fungsionalitas luar yang ditawarkan oleh jembatan atau switch. Akibatnya, bagaimanapun, router memerlukan kompleksitas lebih besar. Seperti jembatan awal, router sering diimplementasikan dalam perangkat lunak, berjalan pada processing platform tujuan khusus, seperti komputer pribadi (PC) dengan dua kartu antarmuka jaringan (NIC) dan perangkat lunak untuk rute data antara masing-masing NIC, seperti digambarkan pada Gambar 6 -11.

Awal hari routing yang melibatkan dua komputer dan kartu NIC, tidak seperti dua orang memiliki percakapan, tapi harus melalui orang ketiga untuk melakukannya. workstation ini akan mengirimkan lalu lintas di seluruh kawat, dan komputer akan menerima routing di salah satu NIC, menentukan bahwa lalu lintas yang harus dikirim NIC lainnya, dan kemudian mengirim ulang lalu lintas yang keluar ini NIC lainnya.

catatan

 Dengan cara yang sama bahwa suatu Layer 2 saklar adalah nama lain dari jembatan, suatu Layer 3 switch adalah nama lain dari router. Ini bukan untuk mengatakan bahwa suatu Layer 3 switch dan router beroperasi dengan cara yang sama. Layer 3 switch membuat keputusan berdasarkan port-level Internet Protocol (IP) alamat, sedangkan router membuat keputusan berdasarkan peta jaringan 3 Layer (terpelihara dalam tabel routing).
 




switching Multilayer adalah teknik switching yang baik switch di data link (OSI Layer 2) dan jaringan (OSI Layer 3) lapisan. Untuk mengaktifkan multilayer switching, switch LAN harus menggunakan teknik toko-dan-maju karena saklar harus menerima seluruh frame sebelum melakukan operasi protokol lapisan apapun, seperti digambarkan pada Gambar 6-12.
Mirip dengan sebuah switch store-and-forward, dengan multilayer switching beralih menarik seluruh frame yang diterima ke dalam memori dan menghitung dengan CRC. Kemudian menentukan apakah frame yang baik atau buruk. Jika CRC dihitung pada paket cocok dengan CRC dihitung oleh switch, alamat tujuan adalah membaca dan frame diteruskan ke port switch yang benar. Jika CRC tidak cocok dengan frame, frame tersebut akan dibuang. Karena jenis switching menunggu untuk seluruh frame yang akan diterima sebelum meneruskan, kali latency port bisa menjadi tinggi, yang dapat mengakibatkan beberapa latensi, atau keterlambatan, lalu lintas jaringan.

     Layer 3 Switching Operasi
Anda mungkin bertanya pada diri sendiri, "Apa bedanya Layer 3 switch dan router?" Perbedaan mendasar antara switch Layer 3 dan router adalah bahwa Layer 3 switch telah mengoptimalkan perangkat keras melewati lalu lintas data secepat Layer 2 switch. Namun, Layer 3 switch membuat keputusan tentang bagaimana untuk mengirimkan lalu lintas di Layer 3, seperti router tidak.

catatan

 Dalam lingkungan LAN, suatu Layer 3 switch biasanya lebih cepat daripada sebuah router karena dibangun pada hardware switching. Ingatlah bahwa Layer 3 saklar tidak sebagai serbaguna sebagai router, jadi jangan diskon penggunaan router di LAN Anda tanpa terlebih dahulu memeriksa persyaratan LAN, seperti penggunaan terjemahan alamat jaringan (NAT).
 

Sebelum maju dengan diskusi ini, mengingat hal-hal berikut:

switch adalah data link Layer 2 () perangkat dengan port fisik dan bahwa saklar berkomunikasi melalui frame yang ditempatkan pada kabel pada Layer 1 (fisik).

Router adalah Layer 3 (jaringan) perangkat yang berkomunikasi dengan router lainnya dengan menggunakan paket-paket, yang pada gilirannya diringkas dalam bingkai.

Router memiliki banyak antarmuka untuk sambungan ke dalam media jaringan. Untuk sebuah router untuk data rute over Ethernet, misalnya, router memerlukan sebuah antarmuka Ethernet, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 6-13.
Sebuah serial interface dibutuhkan untuk menghubungkan router ke wide-area network (WAN), dan antarmuka Token Ring dibutuhkan untuk menghubungkan router ke jaringan Token Ring.

Sebuah jaringan yang sederhana terdiri dari dua segmen jaringan dan perangkat internetworking (dalam hal ini, router) ditunjukkan pada Gambar 6-14.
Router pada Gambar 6-14 memiliki antarmuka Ethernet dua, diberi label dan E1 E0. Fungsi utama dari router adalah menentukan jalur jaringan yang terbaik dalam jaringan yang kompleks. router A memiliki tiga cara untuk belajar tentang jaringan dan membuat penentuan tentang jalur terbaik: port melalui terhubung secara lokal, catatan rute statis, dan protokol routing dinamis. Router menggunakan informasi ini belajar untuk membuat penentuan dengan menggunakan routing protokol. Beberapa protokol routing yang lebih umum digunakan termasuk Routing Informasi Protocol (RIP), Open Shortest Path First (OSPF), Interior Gateway Routing Protocol (IGRP), dan Border Gateway Protocol (BGP).

catatan

 Routing protokol yang digunakan oleh router untuk berbagi informasi tentang jaringan. Router menerima dan menggunakan informasi protokol routing dari router lain untuk belajar tentang keadaan jaringan. Router dapat mengubah informasi yang diterima dari satu router dengan menambahkan informasi mereka sendiri bersama dengan informasi asli, dan kemudian ke depan yang ke router lainnya. Dengan cara ini, setiap router dapat berbagi versinya jaringan.
 
Packet Switching
Layer 3 informasi dilakukan melalui jaringan dalam bentuk paket, dan metode pengangkutan yang membawa paket ini disebut packet switching, seperti digambarkan pada Gambar 6-15.
Gambar 6-15 menunjukkan bagaimana sebuah paket disampaikan di beberapa jaringan. Host adalah pada segmen Ethernet, dan Host B pada segmen Token Ring. Host Sebuah tempat frame Ethernet, encapsulating Internet Protocol (IP) paket, pada kabel untuk transmisi di jaringan.

Ethernet bingkai berisi data link layer sumber alamat MAC dan tujuan data link layer alamat MAC. Paket IP dalam bingkai berisi jaringan lapisan sumber alamat IP (TCP / IP alamat jaringan layer) dan lapisan jaringan tujuan alamat IP. router akan menyimpan tabel routing jalur jaringan itu telah belajar, dan router memeriksa lapisan jaringan tujuan alamat IP dari paket. Ketika router telah menetapkan jaringan tujuan dari alamat tujuan IP, router memeriksa tabel routing dan menentukan apakah jalan yang ada untuk jaringan.

Dalam kasus yang diilustrasikan pada Gambar 6-15, Host B pada segmen jaringan Token Ring langsung terhubung ke router. The router kulit dari enkapsulasi Ethernet Layer 2, Layer 3 meneruskan paket data, dan kemudian menyatukan kembali paket di dalam bingkai Token Ring baru. Router mengirimkan frame keluar nya ini antarmuka Token Ring ke segmen mana Host B akan melihat bingkai Token Ring yang mengandung alamat MAC dan proses itu.

Catatan frame asli Ethernet, dan frame akhir Token Ring encapsulating paket IP.
Hal ini disebut media transisi dan merupakan salah satu fitur dari router jaringan. Ketika paket tiba pada satu antarmuka dan diteruskan ke yang lain, hal itu disebut Layer 3 switching atau routing.

     Routing Tabel Pencarian
Router (dan Layer 3 switch) melakukan lookup tabel penentuan hop berikutnya (router berikutnya atau Layer 3 switch) di sepanjang rute, yang pada gilirannya menentukan port output di mana untuk maju paket atau frame. Router atau Layer 3 switch membuat keputusan berdasarkan bagian jaringan dari alamat tujuan dalam paket yang diterima.

Ini hasil pencarian di salah satu dari tiga tindakan:

Jaringan tujuan tidak terjangkau-Tidak ada path ke jaringan tujuan dan tidak ada jaringan default. Dalam hal ini, paket tersebut akan dibuang.

Jaringan tujuan bisa diakses oleh meneruskan paket lain-router Ada pertandingan bola dari jaringan tujuan terhadap entri tabel yang dikenal, atau untuk sebuah rute default, jika sebuah metode untuk mencapai jaringan tujuan tidak diketahui. Yang pertama memberitahu pencarian hop berikutnya. Lalu lookup kedua dilakukan untuk mengetahui bagaimana menuju ke hop berikutnya. Kemudian keputusan akhir mengenai port keluar tercapai. The lookup pertama dapat kembali jalur ganda, sehingga port tersebut tidak diketahui sampai setelah penentuan bagaimana menuju ke sana dibuat. Dalam kedua kasus, pencarian kembali jaringan (Layer 3) alamat router berikutnya-hop, dan pelabuhan di mana router yang bisa dihubungi.

Jaringan tujuan diketahui secara langsung terpasang ke port-router ini langsung terpasang ke jaringan dan terjangkau.
Untuk jaringan langsung terpasang, langkah berikutnya peta bagian host dari alamat jaringan tujuan dengan data link (MAC) alamat untuk hop berikutnya atau node akhir menggunakan tabel ARP (untuk IP). Tidak peta alamat jaringan tujuan dengan interface router. Ini perlu menggunakan MAC dari node akhir akhir sehingga node mengambil frame dari medium. Juga, Anda mengasumsikan IP ketika menyatakan bahwa router menggunakan tabel ARP. Lain Layer 3 protokol, seperti Internetwork Packet Exchange (IPX), tidak menggunakan ARP untuk memetakan alamat ke alamat MAC.

Lookup tabel routing dalam sebuah router IP dapat dianggap lebih kompleks daripada mencari alamat MAC untuk jembatan, karena pada lapisan data link alamat 48-bit yang panjang, dengan bidang tetap-panjang-yang oui dan ID. Selain itu, data-link address space ini datar, berarti tidak ada hirarki atau membagi alamat menjadi segmen-segmen yang lebih kecil dan berbeda. Alamat MAC lookup di jembatan memerlukan mencari yang sama persis di lapangan tetap-panjang, sedangkan mencari alamat di router mencari bidang variabel-panjang mengidentifikasi jaringan tujuan.

alamat IP adalah 32 bit panjang dan terdiri dari dua bidang: pengidentifikasi jaringan dan host identifier, seperti digambarkan pada Gambar 6-16.
Baik jaringan dan bagian host dari alamat IP dapat dari sebuah variabel atau panjang tetap, tergantung pada skema alamat jaringan hirarkis digunakan. Diskusi ini hierarkis, atau subnetting, skema berada di luar cakupan buku ini, tapi cukup untuk mengatakan Anda khawatir dengan fakta bahwa setiap alamat IP jaringan dan host identifier.

The lookup tabel routing dalam sebuah router IP menentukan hop berikutnya dengan memeriksa bagian jaringan dari alamat IP. Setelah menentukan paling sesuai untuk hop berikutnya, router menengadah port interface untuk maju di bungkus, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 6-17.
Figure 6-17 shows that the router receives the traffic from Serial Port 1 (S1) and performs a routing table lookup determining from which port to forward out the traffic. Traffic destined for Network 1 is forwarded out the Ethernet 0 (E0) port. Traffic destined for Network 2 is forwarded out the Token Ring 0 (T0) port, and traffic destined for Network 3 is forwarded out Serial Port 0 (S0).
note
 In terms of the Cisco Internet Operating System (IOS) interface, port numbers begin with zero (0), such as serial port 0 (S0). Not all vendors, including Cisco, use ports; some use slots or modules, which might begin with zero or one.
 The host identifier portion of the network address is examined only if the network lookup indicates that the destination is on a locally attached network. Unlike data-link addresses, the dividing line between the network identifier and the host identifier is not in a fixed position throughout the network. Routing table entries can exist for network identifiers of various lengths, from 0 bits in length, specifying a default route, to 32 bits in length for host-specific routes. According to IP routing procedures, the lookup result returned should be the one corresponding to the entry that matches the maximum number of bits in the network identifier. Therefore, unlike a bridge, where the lookup is for an exact match against a fixed-length field, IP routing lookups imply a search for the longest match against a variable-length field.
For example, a network host might have both the IP address of 68.98.134.209 and a MAC address of 00-0c-41-53-40-d3. The router makes decisions based on the IP address (68.98.134.209), whereas the switch makes decisions based on the MAC address (00-0c-41-53-40-d3). Both addresses identify the same host on the network, but are used by different network devices when forwarding traffic to this host.
ARP Mapping
Address Resolution Protocol (ARP) is a network layer protocol used in IP to convert IP addresses into MAC addresses. A network device looking to learn a MAC address broadcasts an ARP request onto the network. The host on the network that has the IP address in the request replies with its MAC (hardware) address. This is called ARP mapping, the mapping of a Layer 3 (network) address to a Layer 2 (data link) address.
note
 Some Layer 3 addresses use the MAC address as part of their addressing scheme, such as IPX.
 Because the network layer address structure in IP does not provide for a simple mapping to data-link addresses, IP addresses use 32 bits, and data-link addresses use 48 bits. It is not possible to determine the 48-bit data-link address for a host from the host portion of the IP address. For packets destined for a host not on a locally attached network, the router performs a lookup for the next-hop router's MAC address. For packets destined for hosts on a locally attached network, the router performs a second lookup operation to find the destination address to use in the data-link header of the forwarded packet's frame, as illustrated in Figure 6-18.
Setelah menentukan yang langsung terpasang jaringan paket yang ditakdirkan, router menengadah alamat tujuan MAC dalam cache ARP nya. Ingatlah bahwa ARP memungkinkan router untuk menentukan alamat MAC terkait saat ia tahu jaringan (IP). Router kemudian meneruskan paket di jaringan lokal dalam sebuah frame dengan alamat MAC dari host lokal, atau berikutnya-hop router.

catatan

 Catatan pada Gambar 6-18 bahwa 3 Bersih, Host: 31 adalah bukan bagian dari cache ARP, karena selama lookup tabel routing, router menetapkan bahwa paket ini akan diteruskan ke yang lain, remote (nonlocally terlampir) jaringan.
 
Hasil pencarian akhir ini termasuk dalam salah satu dari tiga kategori berikut:

paket ini diperuntukkan bagi router sendiri-Alamat IP tujuan (jaringan dan bagian stasiun gabungan) sesuai dengan salah satu alamat IP dari router. Dalam hal ini, paket tersebut harus diteruskan ke layer yang lebih tinggi badan yang sesuai di router dan tidak diteruskan ke port eksternal.

Paket diperuntukkan untuk suatu host dikenal di langsung terpasang jaringan-Ini adalah situasi yang paling umum yang dihadapi oleh router jaringan. Router menentukan pemetaan dari tabel ARP dan meneruskan paket dari port interface sesuai dengan jaringan lokal.

Pemetaan ARP untuk host tertentu tidak diketahui-router yang memulai prosedur penemuan dengan mengirimkan sebuah permintaan ARP menentukan pemetaan jaringan untuk alamat hardware.
Karena prosedur ini penemuan membutuhkan waktu, meskipun diukur dalam milidetik, router mungkin drop paket yang mengakibatkan prosedur penemuan di tempat pertama. Dalam kondisi steady-state, router sudah memiliki pemetaan ARP tersedia untuk semua host berkomunikasi. Prosedur penemuan alamat diperlukan bila sebelumnya belum dikenal dari host menetapkan sesi komunikasi baru.

catatan

 Versi saat ini dari Cisco IOS (12,0) Software menjatuhkan paket pertama untuk tujuan tanpa entri ARP.
IOS hal ini untuk menangani penolakan layanan (DoS) serangan terhadap ARPS tidak lengkap. Dengan kata lain, itu langsung menjatuhkan bingkai bukan menunggu jawaban.
 
Fragmentasi
Setiap port output pada sebuah perangkat jaringan memiliki unit transmisi maksimum asosiasi (MTU). Ingat dari sebelumnya dalam bab ini bahwa MTU menunjukkan ukuran frame terbesar (diukur dalam byte) yang dapat dilakukan di antarmuka.
MTU sering merupakan fungsi dari teknologi jaringan yang digunakan, seperti Ethernet, Token Ring, atau Point-to-Point Protocol (PPP). PPP digunakan dengan koneksi internet. Jika bingkai diteruskan lebih besar dari ruang yang tersedia, seperti ditunjukkan oleh MTU, frame terpecah menjadi potongan-potongan kecil untuk transmisi di jaringan tertentu.

Jembatan tidak bisa fragmen frame ketika forwarding antara LAN yang berbeda ukuran MTU karena data-link koneksi jarang memiliki mekanisme untuk fragment reassembly di penerima. Mekanisme ini berada di lapisan implementasi jaringan, seperti dengan IP, yang mampu mengatasi keterbatasan ini. Jaringan lapisan paket bisa dipecah menjadi potongan-potongan kecil jika perlu, sehingga paket-paket ini dapat melakukan perjalanan di link dengan MTU yang lebih kecil.

Fragmentasi mirip dengan mengambil gambar dan memotong menjadi bagian-bagian sehingga masing-masing bagian akan masuk ke dalam amplop berukuran berbeda untuk milis. Terserah pengirim untuk menentukan ukuran potongan terbesar yang dapat dikirim, dan terserah pada penerima untuk memasang kembali potongan-potongan ini. Fragmentasi adalah berkat campuran, meskipun menyediakan sarana komunikasi di link teknologi yang berbeda, pengolahan menyelesaikan fragmentasi adalah signifikan dan dapat menjadi beban pada setiap perangkat harus fragmen dan mengumpulkan kembali data. Selanjutnya, potongan untuk dipertontonkan dapat diterima rusak dan dapat dijatuhkan oleh switch atau router.

Sebagai aturan, yang terbaik adalah menghindari fragmentasi dalam jaringan Anda jika keadaan memungkinkan. Hal ini lebih efisien untuk stasiun pengirim untuk mengirim paket yang tidak memerlukan fragmentasi di sepanjang jalan menuju tujuan, daripada mengirim paket yang besar membutuhkan router perantara untuk melakukan fragmentasi.

catatan

 Host dan router dapat mempelajari MTU maksimum yang tersedia sepanjang jalur jaringan melalui penggunaan penemuan MTU. penemuan MTU adalah suatu proses dimana masing-masing perangkat dalam jaringan jalan belajar ukuran MTU bahwa jalan dapat mendukung jaringan.
Setelah menentukan yang langsung terpasang jaringan paket yang ditakdirkan, router menengadah alamat tujuan MAC dalam cache ARP nya. Ingatlah bahwa ARP memungkinkan router untuk menentukan alamat MAC terkait saat ia tahu jaringan (IP). The rChapter Ringkasan
Salah satu dari tiga metode transmisi digunakan untuk memindahkan frame dari sumber ke tujuan: unicast, multicast, atau disiarkan. Unicast transmisi terjadi ketika ada jalur langsung dari sumber ke tujuan, yang "satu-ke-satu" hubungan. Multicast memiliki hubungan satu-ke-banyak di mana frame tersebut dikirimkan ke beberapa tujuan yang diidentifikasi sebagai bagian dari kelompok multicast. Broadcast adalah satu-untuk-semua hubungan di mana frame tersebut dikirimkan ke semua host di segmen jaringan, apakah mereka ingin lalu lintas.

Ukuran Frame diukur dalam byte dan memiliki panjang minimum dan maksimum, tergantung pada teknologi diterapkan, seperti Ethernet, Token Ring, atau dengan teknologi WAN (seperti Frame Relay atau IP VPN). Panjang maksimum bingkai didukung oleh teknologi disebut unit transmisi maksimum, atau MTU, dan diukur dalam byte. Sebuah bingkai yang diterima oleh switch yang kurang dari panjang frame minimum untuk teknologi yang disebut kerdil, dan bingkai yang lebih besar daripada panjang frame maksimum disebut raksasa. frame Giant harus terpecah menjadi frame yang lebih kecil, lebih kecil dari MTU diterima, sebelum frame ini dapat diteruskan di switch jaringan atau interface router.

Ada dua kategori umum switch: switch store-and-forward dan cut-melalui switch.
Store-and-forward switching menerima frame lengkap ke saklar buffer untuk memeriksa kesalahan sebelum meneruskan ke jaringan. Potong-melalui switching dibaca saja tujuan alamat MAC (6 byte pertama dari frame berikut pembukaan) untuk menentukan port beralih ke depan arus lalu lintas. Store-and-forward switching menambahkan untuk menunda beberapa waktu yang diperlukan untuk frame untuk mendapatkan dari sumber ke tujuan, tidak seperti memotong-melalui switching, Namun, toko-and-forward switching tidak maju bingkai dengan kesalahan. Penundaan ditambahkan dengan beralih toko-dan-forward minimal dan tidak seharusnya menjadi faktor yang menentukan ketika memutuskan antara menggunakan cut-through dan store-and-forward switching. Store-dan-maju memiliki keuntungan lebih dari cut-through switching berdasarkan mekanisme yang kesalahan-penanganan.

Sebuah kategori switching switching ketiga adalah fragmen-bebas, yang menerima 64 byte pertama dari frame dan memeriksa kesalahan. Fragmen-bebas switching bekerja pada aturan bahwa jika ada kesalahan pada baris, mereka terdeteksi dalam 64 byte pertama dari frame.

Perbedaan mendasar antara Layer 2 dan Layer 3 switch operasi adalah lapisan di mana setiap keputusan yang dibuat forwarding. Layer 2 switch membuat keputusan forwarding berdasarkan tabel yang menyimpan pemetaan antara alamat MAC dan port switch. Layer 3 switch membangun sebuah tabel alamat jaringan dan port switch, membuat forwarding keputusan berdasarkan informasi alamat jaringan yang ditemukan di Layer 3, bukan hanya alamat MAC yang ditemukan di Layer 2. Layer 3 switch berfungsi seperti router karena menangani 3 forwarding Layer keputusan serupa. Namun, Layer 3 switch cenderung memiliki throughput lebih baik karena pengolahan perangkat keras dari tabel alamat daripada perangkat lunak.
luar kemudian meneruskan paket tersebut di jaringan lokal dalam sebuah frame dengan alamat MAC dari host lokal, atau berikutnya-hop router.

catatan

 Catatan pada Gambar 6-18 bahwa 3 Bersih, Host: 31 adalah bukan bagian dari cache ARP, karena selama lookup tabel routing, router menetapkan bahwa paket ini akan diteruskan ke yang lain, remote (nonlocally terlampir) jaringan.
Ringkasan Bab
Salah satu dari tiga metode transmisi digunakan untuk memindahkan frame dari sumber ke tujuan: unicast, multicast, atau disiarkan. Unicast transmisi terjadi ketika ada jalur langsung dari sumber ke tujuan, yang "satu-ke-satu" hubungan. Multicast memiliki hubungan satu-ke-banyak di mana frame tersebut dikirimkan ke beberapa tujuan yang diidentifikasi sebagai bagian dari kelompok multicast. Broadcast adalah satu-untuk-semua hubungan di mana frame tersebut dikirimkan ke semua host di segmen jaringan, apakah mereka ingin lalu lintas.

Ukuran Frame diukur dalam byte dan memiliki panjang minimum dan maksimum, tergantung pada teknologi diterapkan, seperti Ethernet, Token Ring, atau dengan teknologi WAN (seperti Frame Relay atau IP VPN). Panjang maksimum bingkai didukung oleh teknologi disebut unit transmisi maksimum, atau MTU, dan diukur dalam byte.
Sebuah bingkai yang diterima oleh switch yang kurang dari panjang frame minimum untuk teknologi yang disebut kerdil, dan bingkai yang lebih besar daripada panjang frame maksimum disebut raksasa. frame Giant harus terpecah menjadi frame yang lebih kecil, lebih kecil dari MTU diterima, sebelum frame ini dapat diteruskan di switch jaringan atau interface router.

Ada dua kategori umum switch: switch store-and-forward dan cut-melalui switch. Store-and-forward switching menerima frame lengkap ke saklar buffer untuk memeriksa kesalahan sebelum meneruskan ke jaringan. Potong-melalui switching dibaca saja tujuan alamat MAC (6 byte pertama dari frame berikut pembukaan) untuk menentukan port beralih ke depan arus lalu lintas. Store-and-forward switching menambahkan untuk menunda beberapa waktu yang diperlukan untuk frame untuk mendapatkan dari sumber ke tujuan, tidak seperti memotong-melalui switching, Namun, toko-and-forward switching tidak maju bingkai dengan kesalahan. Penundaan ditambahkan dengan beralih toko-dan-forward minimal dan tidak seharusnya menjadi faktor yang menentukan ketika memutuskan antara menggunakan cut-through dan store-and-forward switching. Store-dan-maju memiliki keuntungan lebih dari cut-through switching berdasarkan mekanisme yang kesalahan-penanganan.

Sebuah kategori switching switching ketiga adalah fragmen-bebas, yang menerima 64 byte pertama dari frame dan memeriksa kesalahan. Fragmen-bebas switching bekerja pada aturan bahwa jika ada kesalahan pada baris, mereka terdeteksi dalam 64 byte pertama dari frame.

Perbedaan mendasar antara Layer 2 dan Layer 3 switch operasi adalah lapisan di mana setiap keputusan yang dibuat forwarding. Layer 2 switch membuat keputusan forwarding berdasarkan tabel yang menyimpan pemetaan antara alamat MAC dan port switch. Layer 3 switch membangun sebuah tabel alamat jaringan dan port switch, membuat forwarding keputusan berdasarkan informasi alamat jaringan yang ditemukan di Layer 3, bukan hanya alamat MAC yang ditemukan di Layer 2. Layer 3 switch berfungsi seperti router karena menangani 3 forwarding Layer keputusan serupa. Namun, Layer 3 switch cenderung memiliki throughput lebih baik karena pengolahan perangkat keras dari tabel alamat daripada perangkat lunak.



0 komentar:

Posting Komentar