Ji°φ Peterka

V souvislosti s Ethernetem se dnes stßle Φast∞ji hovo°φ o technice p°epojovßnφ (ang. switching), a o za°φzenφch naz²van²ch äEthernet switches". Ji₧ mΘn∞ se ale mezi odbornou ve°ejnostφ vφ, co vlastn∞ äp°epojovan² Ethernet" je, a jakΘ jsou v²hody a nev²hody tΘto technologie. Zkusme si to naznaΦit.

Zßkladnφm p°edpokladem, ze kterΘho vychßzeli auto°i klasickΘho Ethernetu, byla existence jedinΘho p°enosovΘho mΘdia (typicky koaxißlnφho kabelu), kter² je k dispozici vÜem uzl∙m dohromady. VÜichni tedy dohromady sdφlφ p°enosovou kapacitu tohoto spoje, danou obvyklou p°enosovou rychlostφ 10 Mbit∙ za sekundu. Te∩ si ale p°edstavme ty d∙sledky - kdy₧ budou spolu komunikovat dva uzly, p°ipojenΘ k tΘmu₧ äkusu" p°enosovΘho mΘdia, bude jejich vzßjemnß komunikace blokovat, resp. omezovat p°φpadnou komunikaci jin²ch dvou uzl∙, Φi obecn∞ kter²chkoli jin²ch uzl∙. Pokud bychom to maximßln∞ zjednoduÜili a ärozlo₧ili v Φase", ka₧dß z n soub∞₧n∞ komunikujφcφch dvojic bude mφt k dispozici pouze n-tou Φßst spoleΦnΘ p°enosovΘ kapacity, odpovφdajφcφ jednΘ n-tin∞ p°enosovΘ rychlosti 10 Mbit∙ za sekundu.

Nynφ si p°edstavme sφ¥, ve kterΘ je jeden server a n∞kolik pracovnφch stanic, p°iΦem₧ vÜechny tyto uzly jsou p°ipojeny k jedinΘmu kabelovΘmu segmentu. Pokud budou jednotlivΘ pracovnφ stanice komunikovat v²luΦn∞ se serverem a nikoli mezi sebou, nebude jim sdφlen² charakter Ethernetu prakticky nijak vadit - server je stejn∞ jenom jeden, a v ka₧dΘm okam₧iku komunikuje v₧dy jen s jednou pracovnφ stanicφ.

Te∩ si naopak p°edstavme sφ¥, kterß si skuteΦn∞ zaslou₧φ p°φvlastek äpeer-to-peer" - tedy sφ¥, ve kterΘ vφce uzl∙ vystupuje v roli server∙, a kde by mohla probφhat soub∞₧nß komunikace vφce dvojic uzl∙ mezi sebou. Zde nßhle zaΦφnß sdφlen² charakter klasickΘho Ethernetu vadit - jednotlivΘ dvojice by mohly komunikovat mezi sebou nezßvisle na ostatnφch, ale ve skuteΦnosti se vÜechny äperou" o jedno spoleΦnΘ p°enosovΘ mΘdium (d∞lφ o jednu spoleΦnou p°enosovou kapacitu).

Jednou z mo₧nostφ, jak tento problΘm °eÜit, je rozd∞lit p∙vodnφ jednolit² segment p°enosovΘho mΘdia na vhodnΘ dφlΦφ segmenty a ty spojit prost°ednictvφm mostu (bridge, viz minule). Most toti₧ dokß₧e rozpoznat, zda urΦit² datov² rßmec musφ p°edat z jednoho segmentu do druhΘho, aby se dostal ke svΘmu p°φjemci, nebo zda tak uΦinit nemusφ (proto₧e p°φjemce se nachßzφ ve stejnΘm segmentu sφt∞, ze kterΘ rßmec p°ichßzφ). Most tedy dokß₧e efektivn∞ äodfiltrovat" takovß data, kterß by se do urΦitΘho segmentu dostßvala zbyteΦn∞, a zde by bez u₧itku spot°ebovßvala vzßcnou p°enosovou kapacitu. Pokud bychom v nßmi uva₧ovanΘ peer-to-peer sφti dosßhli ideßlnφho stavu, p°i kterΘm by ka₧dß vzßjemn∞ komunikujφcφ dvojice byla p°ipojena k samostatnΘmu dφlΦφmu segmentu, a ten byl od ostatnφch dφlΦφch segment∙ odd∞len mostem, m∞li bychom vyhrßno - ka₧dß z t∞chto dvojic by m∞la k dispozici a jen a jen pro sebe celou p°enosovou kapacitu, danou p°enosovou rychlostφ 10 Mbit∙ za sekundu (zatφmco bez pou₧itφ most∙ by vÜechny dvojice m∞ly on∞ch 10 Mbit∙ dohromady).

Potφ₧ je ale v tom, ₧e takovΘhoto optimßlnφho stavu v praxi t∞₧ko dosßhneme - nap°φklad jen proto, ₧e vzßjemn∞ komunikujφcφ dvojice se mohou konstituovat dynamicky, a stejn∞ tak dynamicky zanikat, ale jednotlivΘ uzly nenφ mo₧nΘ fyzicky p°enßÜet a p°ipojovat k r∙zn²m kabelov²m segment∙m. Co ale mo₧nΘ je, a co se takΘ v praxi d∞lß, je ärozsekat" p∙vodn∞ jedin² kabelov² segment na co mo₧nß nejv∞tÜφ poΦet co mo₧nß nejmenÜφch dφlΦφch segment∙, a ty vÜechny p°ipojit k jedinΘmu vφcevstupovΘmu p°epojovacφmu prvku. P∙vodn∞ lineßrnφ °et∞zec dφlΦφch segment∙, odd∞len²ch p°φsluÜn²m poΦtem most∙, se tak nahradφ zapojenφm do hv∞zdy, v jejφm₧ st°edu bude zmφn∞n² centrßlnφ p°epojovacφ prvek. Optimßlnφ situace by zde byla ta, p°i kterΘ by v ka₧dΘm paprskovit∞ zapojenΘm segmentu byl prßv∞ jeden uzel. Pokud by se rozhodl komunikovat s jin²m uzlem, p°ipojen²m k jinΘmu dφlΦφmu segmentu, centrßlnφ prvek by mohl p°edßvat datovΘ rßmce jen mezi ob∞ma z·Φastn∞n²mi segmenty, a naopak by je nep°enßÜel do ostatnφch dφlΦφch segment∙.

Celkov² efekt by tedy byl op∞t ten, ₧e ka₧dß komunikujφcφ dvojice by m∞la jen a jen pro sebe cel²ch 10 Mbit∙ za sekundu, o kterΘ by se nemusela d∞lit s jin²mi dvojicemi. Navφc by se jednotlivΘ dvojice mohly utvß°et a zanikat dynamicky, a₧ na zßklad∞ skuteΦnΘ pot°eby, bez nutnosti fyzickΘho p°epojovßnφ jednotliv²ch uzl∙.

U₧ tuÜφte, v Φem je podstata p°epojovanΘho Ethernetu? A proΦ se centrßlnφmu p°epojovacφmu prvku °φkß Ethernetovß ·st°edna (Ethernet switch)?