Транк в сетях что это
Как зависит перевод термина trunk от вендора коммутаторов?
На эту ошибку (или, если хотите, разночтение) я обратил внимание во время проверки перевода по коммутаторам NETGEAR. Дело в том, что при переводе термина “trunk” нужно обязательно учитывать, чьей трактовки придерживается вендор — Cisco или HP, ибо между ними очень разный технический смысл.
Рассмотрим проблему на следующих примерах:
Внимательный читатель обратит внимание, что “ trunk ” в этих примерах имеет разное значение.
Разберемся, в техническом смысле обеих трактовок.
Версия Cisco
Принцип действия
Начнем с того, что такое VLAN?
VLAN расшифровывается как Virtual local area network или виртуальная локальная сеть.
Это технология, которая позволяет разделить одну физическую сеть на несколько логических, работающих независимо друг от друга.
Так выглядит сеть, разделенная на VLAN’ы (виртуальные сети).
Часто для обозначения VLAN’а используют разные цвета.
Так порты, обозначенные зеленым цветом, входят в один VLAN, а порты, обозначенные красным цветом, в другой. Тогда компьютеры, которые находятся в одном VLAN’е, могут взаимодействовать только друг с другом, а с компьютерами, входящими в другой VLAN, не могут.
Перемены в таблице коммутации в VLAN
При создании VLAN’ов в таблицу коммутации у коммутаторов добавляется еще одно поле, в котором указываются идентификаторы VLAN.
Упрощенно это выглядит так:
Тут мы видим, что порты 1 и 2 принадлежат VLAN’у 2, а порты 3 и 4 – VLAN’у 10.
На канальном уровне данные передаются в виде кадров (фреймов). При передаче кадров от одного коммутатора к другому нужна информация о том, к какому VLAN’у принадлежит тот или иной кадр. Эту информацию добавляют в передаваемый кадр.
На данный момент для этой цели используют открытый стандарт IEEE 802.1Q.
Пошаговая эволюция кадра в VLAN
Затем коммутатор отправляет этот кадр на другой коммутатор.
Теперь возвращаемся к нашему “trunk’у”.
Порты коммутатора, поддерживающие VLAN можно разделить на две группы:
На этом рисунке тегированными являются порты номер 21 и 22, которые соединяют два коммутатора. Через них и будут проходить кадры, например, от компьютера Е к компьютеру А, которые находятся в одном VLAN’е, по схеме, которая описана выше. Так вот, канал связи между этими портами у Cisco как раз и называется “trunk’ом”.
Версия HP
Как в компании интерпретируют этот термин?
Здесь вообще речь про VLAN речь не идет. В случае с HP мы говорим о технологии агрегирования каналов. У них “ trunk ” – это логический канал, который объединяет в себе несколько физических каналов. Подобное объединение позволяет увеличить пропускную способность и надежность канала.
Разберем на примере.
Допустим, у нас есть два коммутатора, у каждого из которых есть по четыре порта и эти порты соединены между собой четырьмя проводами.
Если оставить все как есть, т. е. просто соединения между коммутаторами, то эти соединения будут передавать кадры друг дружке по кругу, т.е. образовывать петли (причем широковещательные кадры будут раз за разом дублироваться, вводя коммутаторы в широковещательный шторм).
Такие дублирующие соединения считаются избыточными, и их необходимо устранять, для этой цели существует протокол STP (Spanning Tree Protocol). Тогда из наших четырех соединений STP выключит три, потому что посчитает их избыточными, и останется всего одно соединение.
Так вот, в случае же, если мы объединим эти четыре физических канала, между коммутаторами будет один логический канал с увеличенной пропускной способностью (максимальной скоростью передачи информации по каналу связи в единицу времени). Т. е. задействованы сразу четыре канала, и проблема с избыточными соединениями решена. Вот именно этот логический (агрегированный) канал и называется у HP “trunk’ом”.
Агрегирование каналов можно настроить между двумя коммутаторами, коммутатором и маршрутизатором.
В один логический канал можно объединить до восьми физических.
Важно, чтобы все порты, которые объединяются в агрегированный канал, имели одинаковые параметры:
Если один из портов в агрегированном канале выйдет из строя, канал продолжит работать. Порты агрегированного канал воспринимаются как единое целое, что соответствует идее логического канала.
И для полного прояснения картины отметим, что такая технология у Cisco называется EtherChannel.
EtherChannel – технология агрегирования каналов, разработанная Cisco. Смысл тот же, позволяет объединять несколько физических каналов Ethernet в один логический.
Таким образом, термин trunk переводится в зависимости от контекста следующим образом:
На случай, если захочется разобраться в теме более детально, ниже небольшой список источников.
Марина Кузнецова, англо-русский переводчик-стажёр;
Евгений Бартов, англо-русский переводчик-редактор, руководитель бюро.
Транковая связь
Итак, что же скрывается за термином «транковая система»? Как ни парадоксально, но мы пользуемся ею каждый день, даже не задумываясь об этом. Именно на принципе транкинга основано действие современных АТС. Давайте проследим, что же происходит, когда вы пытаетесь позвонить с домашнего телефона, допустим, своему другу. Вы снимаете трубку, дожидаетесь сигнала «линия свободна», затем набираете номер и ждёте ответа. Все остальные действия выполняет АТС: она выбирает один из свободных каналов связи и коммутирует (связывает) ваш телефонный аппарат с телефонным аппаратом друга. По окончании разговора линия, которая была использована, освобождается и становится доступной для использования уже другими людьми. Как вы догадываетесь, число линий связи ограничено и заведомо меньше необходимого для соединения всех телефонных аппаратов в городе. Таким образом, АТС контролирует распределение ограниченного числа линий между большим количеством абонентов. Предполагается, что ситуация, когда все абоненты вдруг решат одновременно связаться друг с другом, не возникнет. Следовательно, необходимо правильно рассчитать минимально необходимое число каналов связи, чтобы в процессе работы не возникали проблемы, связанные с их нехваткой. Этот вопрос эффективно решается с использованием математической теории систем массового обслуживания.
Рис. 1. В транковой телефонии абонент просто набирает номер, и АТС выделяет свободную линию, по которой можно вести разговор.
Что такое транковая радиосистема?
Рис.2. В транковых радиосистемах абонент запрашивает разрешение на разговор, а центральный контроллер (состоящий из нескольких репитеров) выделяет канал, по которому можно вести разговор.
В обычных системах радиосвязи пользователю приходится вручную перенастраиваться на свободный радиоканал, в системах транковой связи эту работу берёт на себя центральный контроллер, который сам выделяет двум радиостанциям свободный канал. Таким образом, пользователю нужно просто набрать номер вызываемого абонента, остальное система сделает сама. Транковой системе можно дать следующее определение: Автоматическое и динамическое распределение небольшого числа каналов среди большого числа радиопользователей.
Рис.3. Диаграмма загрузки пятиканальной транковой системы. Нижний график показывает случаи блокировки вызова, когда все пять каналов системы заняты.
Области применения систем транковой радиосвязи.
Виды транковой радиосвязи.
В России наиболее известными протоколами являются SmarTrunk II, MPT1327, LTR.
Если классифицировать транковые системы по числу абонентов, то можно выделить три группы:
Сравнение методов транкинга.
Метод выделенного канала имеет несколько недостатков по сравнению с методом распределённого управления. Один из них заключается в том, что при использовании выделенного канала все запросы осуществляются с его участием, следовательно, надо каким-то образом избегать коллизий при передаче данных. Другой недостаток заключается в том, что система с выделенным каналом должна обрабатывать запросы последовательно, и по мере увеличения загрузки и уменьшения числа доступных каналов число запросов растёт экспоненциально, так что мобильные устройства вынуждены бороться друг с другом за один канал.
Одним из преимуществ метода распределённого управления является то, что доступ можно получить по любому, свободному в данный момент каналу. Репитеры определяют свободный канал и передают эту информацию в потоке данных, который существует совместно с голосовой информацией. Это означает, что каждый репитер поддерживает свой поток данных и обрабатывает все запросы на своём канале. Обработка коллизий производится мобильными устройствами, что обеспечивает параллельную обработку вызовов.
Другое преимущество метода распределённого управления заключается в том, что голосовые данные передаются по всем каналам, тогда как в методе выделенного канала управляющий канал, как правило, не может быть использован подобным образом. На рисунке показана скорость блокировки пятиканальной системы в сравнении со скоростью блокировки четырёхканальной системы (один канал используется для управления). Видно, что время блокировки пятиканальной системы значительно меньше.
Рис.4. Сравнение времени блокировки.
Как правило, в транковых системах время простоя (время между двумя соседними передачами) не используется при переговорах. Канал удерживается только на время передачи, а время между передачами может быть использовано другими людьми, совершающими вызовы. И только при ведении телефонных переговоров канал удерживается постоянно.
Мобильные устройства, применяемые в системах транковой связи, должны быть запрограммированы для работы на определённой частоте (как правило, 800 или 900 МГц); многие функции (например, выбор канала, проверка канала перед передачей) выполняются автоматически.
С каждым репитером может быть связано до 250 ID кодов. ID код и номер домашнего репитера образуют адрес мобильного устройства в сети. Таким образом, в системе, содержащей 20 репитеров, максимальное число абонентов составляет 5000. ID код может быть назначен либо одному мобильному устройству, либо сразу нескольким.
Структурная схема базовой станции для системы транковой радиосвязи.
На рисунке 5 приведена структурная схема базовой станции в случае использования одного канала.
Репитер состоит из ретранслятора, предназначенного для приёма сигналов абонентских радиостанций, его усиления и передачи, и контроллера транкового канала, который выполняет управляющие функции.
Источник питания предназначен для репитера. Как правило, он допускает возможность перехода на аккумуляторную батарею при отключении питания.
Рассмотренная схема является достаточно простой и эффективной, однако в реальных условиях одного транкового канала оказывается недостаточно. Поэтому применяют системы, содержащие два и более каналов. На рисунке показана схема системы, содержащей четыре независимых канала. Как видно, основное отличие от предыдущего варианта заключается в антенно-фидерном тракте, где появляются ещё два устройства: приёмная распредпанель и комбайнер.
Приёмная распредпанель обеспечивает одинаковый входной сигнал для каждого репитера в системе, как если бы репитер был подключен напрямую к антенне.
Также отдельно вынесен источник бесперебойного питания, который просто обязан присутствовать в системе, ибо отсутствие связи в чрезвычайных обстоятельствах может привести к непредсказуемым последствиям.
Рассмотренную систему легко расширить, то есть в случае правильного проектирования число каналов можно увеличить достаточно безболезненно.
Обзор моделей радиотелефонов.
В настоящее время оборудование для базовых станций и абонентские устройства для систем транковой радиосвязи производит большое число компаний. Из них наибольшей известностью пользуются Motorola, Nokia, Ericsson, SmarTrunk Systems и другие. Для примера рассмотрим несколько моделей радиотелефонов, производимых компанией Nokia.
Nokia H85.
Для этого аппарата предусмотрен широкий выбор аксессуаров, в том числе зарядное устройство от прикуривателя и держатель на приборную панель. Имеется два типа зарядных устройств: настольное и походное.
Nokia R40.
Радиостанция может использоваться как в автомобильном, так и в настольном варианте. Алфавитно-цифровая консоль CU 43 имеет 22 клавиши и трёхстрочный ЖК-дисплей на 100 символов и позволяет выполнять все возможные типы вызовов в радиосети. Дополнительно консоль позволяет принимать и передавать статусные сообщения и данные. Для управления станцией используется экранное меню. В памяти можно хранить до 43 имён и номеров абонентов.
Коммуникатор CU 45 имеет встроенный цифровой ЖК дисплей, микрофон и громкоговоритель. Управление осуществляется при помощи четырёх функциональных клавиш.
Через интерфейс MAP 27 к радиостанции могут быть подключены периферийные устройства, например модем для передачи данных.
Nokia R72.
Телефон удобно использовать в автомобиле. При подключении зарядного провода к гнезду прикуривателя происходит автоматическая зарядка батареи. Телефон имеет память на 97 имён и номеров абонентов, а также позволяет запрограммировать до девяти номеров быстрого набора. Помимо этого, телефон обладает целым рядом других возможностей, среди них передача тональных сигналов для подключения к аппаратуре телефонной сети, использование кодового порядкового номера (ESN) и кодов блокировки для защиты от несанкционированного доступа.
Заключение.
Определив основное назначение транковой радиосвязи, рассмотрев и сравнив ее стандарты, изучив принципы построения центрального контроллера и, наконец, ознакомившись с некоторыми моделями радиостанций, мы получили общее представление о том, что такое системы транковой радиосвязи. Необходимо отметить, что в настоящее время они продолжают активно развиваться, разрабатываются новые стандарты и оборудование. Число спроектированных и запущенных в эксплуатацию систем транковой связи растёт с каждым годом. Безусловно, у них есть будущее.
Для тех, кого рассмотренная тема заинтересовала, я привожу ссылки на некоторые ресурсы в Интернете, посвящённые вопросам транковой связи. В конце статьи также приведён глоссарий терминов, употребляемых при описании систем транковой радиосвязи.
Ссылки.
Глоссарий.
Записки IT специалиста
Технический блог специалистов ООО»Интерфейс»
VLAN для начинающих. Общие вопросы
Виртуализацией сегодня уже никого не удивить. Эта технология прочно вошла в нашу жизнь и помогает более эффективно использовать имеющиеся ресурсы, а также обеспечивает достаточную гибкость в изменении существующей конфигурации, позволяя перераспределять ресурсы буквально налету. Не обошла виртуализация и локальные сети. Технология VLAN (Virtual Local Area Network) позволяет создавать и гибко конфигурировать виртуальные сети поверх физической. Это позволяет реализовывать достаточно сложные сетевые конфигурации без покупки дополнительного оборудования и прокладки дополнительных кабелей.
Прежде чем продолжить сделаем краткое отступление о работе локальных сетей. В данном контексте мы будем говорить об Ethernet-сетях описанных стандартом IEEE 802.3, куда входят всем привычные проводные сети на основе витой пары. Основой такой сети является коммутатор (свич, switch), который работает на втором уровне сетевой модели OSI (L2).
Коммутатор анализирует заголовки каждого входящего кадра и заносит соответствие MAC-адреса источника в специальную MAC-таблицу, после чего кадр, адресованный этому узлу, будет направляться сразу на определенный порт, если МАС-адрес получателя неизвестен, то кадр отправляется на все порты устройства. После получения ответа коммутатор привяжет MAC-адрес к порту и будет отправлять кадры только через него.
Как мы уже говорили выше, к широковещанию прибегает сам коммутатор, когда получает кадр MAC-адрес которого отсутствует в MAC-таблице, а также узлы сети, отправляя кадры на адрес FF:FF:FF:FF:FF:FF, такие кадры будут доставлены всем узлам сети в широковещательном сегменте.
А теперь вернемся немного назад, к доменам коллизий и вспомним о том, что в нем может передаваться только один кадр одновременно. Появление широковещательных кадров снижает производительность сети, так как они доставляются и тем, кому надо и тем, кому не надо. Делая невозможным в это время передачу целевой информации. Кроме того, записи в MAC-таблице имеют определенное время жизни, по окончании которого они удаляются, что снова приводит к необходимости рассылки кадра на все порты устройства.
Чем больше в сети узлов, тем острее стоит проблема широковещания, поэтому широковещательные домены крупных сетей принято разделять. Это уменьшает количество паразитного трафика и увеличивает производительность, а также повышает безопасность, так как ограничивает передачу кадров только своим широковещательным доменом.
Как это можно сделать наиболее простым образом? Установить вместо одно коммутатора два и подключить каждый сегмент к своему коммутатору. Но это требует покупки нового оборудования и, возможно, прокладки новых кабельных сетей, поэтому нам на помощь приходит технология VLAN.
Давайте рассмотрим, как работает коммутатор с виртуальными сетями. В нашем примере мы возьмем условный 8-портовый коммутатор и настроим на нем три порта на работу с одним VLAN, а еще три порта с другим.
Каждый VLAN обозначается собственным номером, который является идентификатором виртуально сети. Порты, которые не настроены ни для какого VLAN считаются принадлежащими Native VLAN, по умолчанию он обычно имеет номер 1 (может отличаться у разных производителей), поэтому не следует использовать этот номер для собственных сетей. Порты, настроенные нами для работы с VLAN, образуют как-бы два отдельных виртуальных коммутатора, передавая кадры только между собой. Каким образом это достигается?
В порт, принадлежащий определенному VLAN, могут быть отправлены только пакеты с тегом, принадлежащим этому VLAN, остальные будут отброшены. Фактически мы только что разделили единый широковещательный домен на несколько меньших и трафик из одного VLAN никогда не попадет в другой, даже если эти подсети будут использовать один диапазон IP. Для конечных узлов сети такой коммутатор нечем ни отличается от обычного. Вся обработка виртуальных сетей происходит внутри.
Такие порты коммутатора называются портами доступа или нетегированными портами (access port, untagged). Обычно они используются для подключения конечных узлов сети, которые не должны ничего знать об иных VLAN и работать в собственном сегменте.
А теперь рассмотрим другую картину, у нас есть два коммутатора, каждый из которых должен работать с обоими VLAN, при этом соединены они единственным кабелем и проложить дополнительный кабель невозможно. В этом случае мы можем настроить один или несколько портов на передачу тегированного трафика, при этом можно передавать как трафик любых VLAN, так и только определенных. Такой порт называется магистральным (тегированным) или транком (trunk port, tagged).
Магистральные порты используются для соединения сетевого оборудования между собой, к конечным узлам сети тегированный трафик обычно не доставляется. Но это не является догмой, в ряде случаев тегированный трафик удобнее доставить именно конечному узлу, скажем, гипервизору, если он содержит виртуальные машины, принадлежащие разным узлам сети.
Так как кадр 802.1Q отличается от обычного Ehternet-кадра, то работать с ним могут только устройства с поддержкой данного протокола. Если на пути тегированного трафика попадется обычный коммутатор, то такие кадры будут им отброшены. В случае доставки 802.1Q кадров конечному узлу сети такая поддержка потребуется от сетевой карты устройства. Если на магистральный порт приходит нетегированный трафик, то ему обычно назначается Native VLAN.
Как работает эта схема? Допустим ПК из синей сети (VLAN ID 40), хочет обратиться к другому узлу синей сети. IP-адрес адресата ему известен, но для того, чтобы отправить кадр нужно знать физический адрес устройства. Для этого ПК источник делает широковещательный ARP-запрос, передавая в нем нужный ему IP-адрес, в ответ на него обладатель этого IP сообщит ему собственный MAC-адрес.
Все кадры, попадающие с порта доступа в коммутатор, получают тег с VLAN ID 40 и могут покинуть коммутатор только через порты, принадлежащие этому VLAN или транк. Таким образом любые широковещательные запросы не уйдут дальше своего VLAN. Получив ответ узел сети формирует кадр и отправляет его адресату. Далее в дело снова вступают коммутаторы, сверившись с MAC-таблицей они отправляют кадр в один из портов, который будет либо принадлежать своему VLAN, либо будет являться магистральным. В любом случае кадр будет доставлен по назначению без использования маршрутизатора, только через коммутаторы.
Совсем иное дело, если узел одного из VLAN хочет получить доступ к узлу другого VLAN. В нашем случае узел из красной сети (VLAN ID 30) хочет получить доступ к узлу синей сети (VLAN ID 40). Узел источник знает IP-адрес адресата и также знает, что этот адрес не принадлежит его сети. Поэтому он формирует IP-пакет на адрес основного шлюза сети (роутера), помещает его в Ethernet-кадр и отправляет на порт коммутатора. Коммутатор добавляет к кадру тег с VLAN ID 30 и доставляет его роутеру.
Роутер получает данный кадр, извлекает из него IP-пакет и анализирует заголовки. Обнаружив адрес назначения, он сверяется с таблицей маршрутизации и принимает решение куда отправить данный пакет дальше. После чего формируется новый Ethernet-кадр, который получает тег с новым VLAN ID сети-получателя в него помещается IP-пакет, и он отправляется по назначению.
Таким образом любой трафик внутри VLAN доставляется только с помощью коммутаторов, а трафик между VLAN всегда проходит через маршрутизатор, даже если узлы находятся в соседних физических портах коммутатора.
Говоря о межвлановой маршрутизации нельзя обойти вниманием такие устройства как L3 коммутаторы. Это устройства уровня L2 c некоторыми функциями L3, но, в отличие от маршрутизаторов, данные функции существенно ограничены и реализованы аппаратно. Этим достигается более высокое быстродействие, но пропадает гибкость применения. Как правило L3 коммутаторы предлагают только функции маршрутизации и не поддерживают технологии для выхода во внешнюю сеть (NAT) и не имеют брандмауэра. Но они позволяют быстро и эффективно осуществлять маршрутизацию между внутренними сегментами сети, в том числе и между VLAN.
Маршрутизаторы предлагают гораздо большее число функций, но многие из них реализуются программно и поэтому данный тип устройств имеет меньшую производительность, но гораздо более высокую гибкость применения и сетевые возможности.
При этом нельзя сказать, что какое-то из устройств хуже, каждое из них хорошо на своем месте. Если мы говорим о маршрутизации между внутренними сетями, в том числе и о межвлановой маршрутизации, то здесь предпочтительно использовать L3 коммутаторы с их высокой производительностью, а когда требуется выход во внешнюю сеть, то здесь нам потребуется именно маршрутизатор, с широкими сетевыми возможностями.
Помогла статья? Поддержи автора и новые статьи будут выходить чаще:
Или подпишись на наш Телеграм-канал: 