Оборудование Cisco

ВВЕДЕНИЕ

Cisco является мировым лидером в области сетевых технологий, предназначенных для сети Интернет. В 2003 году Cisco приобрела фирму Linksys, популярного производителя оборудования для компьютерных сетей и теперь позиционирует торговую марку Linksys как сетевое оборудование для домашнего использования и малого бизнеса.

Используя приобретение компаний, внутренние разработки и  партнёрство с другими компаниями Cisco вышла на рынок IP-телефонии со своими IP-телефонами, менеджерами вызовов  и шлюзами к телефонной сети общего пользования. Ранее Cisco вышла на рынок ATM-оборудования с приобретением в 1996 году фирмы StrataCom Inc.

В декабре 2009 года Cisco удалось  приобрести более 90 % акций норвежской компании Tandberg. Сделка, которая позволила  компании стать мировым лидером в производстве оборудования для видеоконференций, обошлась в 19 млрд норвежских крон (3,4 млрд долл.).

Хотя Cisco не была первой компанией, разрабатывавшей и продававшей маршрутизаторы — устройства, перенаправляющие компьютерный трафик из одной сети в другую — она создала первый коммерчески успешный многопротокольный маршрутизатор. Это устройство, позволявшее ранее несовместимым компьютерам сообщаться между собой, даже если они использовали разные сетевые протоколы.

Актуальность работы обусловлена тем, что компания Cisco является мировым лидером на рынке коммуникационного оборудования, и возникает потребность в знании работы оборудования для его использования, технического обслуживания  и дальнейшего улучшения его качества.

Целью курсовой работы является рассмотрение принципов коммутации с помощью оборудования Cisco.

Ставятся следующие  задачи:

• рассмотреть подробно оборудование Cisco;
• рассмотреть основные принципы коммутации;
• рассмотреть применение оборудования Cisco в локальных сетях;
• сделать выводы.

1 оборудование Cisco

1.1 Коммутирующие маршрутизаторы

Тогда как технология MLS с целью реализации коммутирования по кратчайшему пути использует аппаратное кэширование, устройство Catalyst 8500 использует аппаратную платформу для решения тех же задач, что и обычный маршрутизатор, но со значительно большей скоростью. Для достижения максимально высокой пропускной способности, необходимой в современных территориальных магистралях, устройства 8500-й серии разделяют задачи маршрутизации на две функциональные группы. В первую группу входят задачи обеспечения работы протоколов маршрутизации, таких, как OSPF и EIGRP, с целью определения общей топологии и пути. Указанные задачи решаются при помощи RISC-процессоров общего назначения, которые входят в так называемый блок управления (control plane). Во вторую группу входят задачи просмотра таблиц маршрутизации и перенаправления данных. Решение указанных проблем основано на использовании высокоскоростных интегральных микросхем (ASIC), которые часто называются блоком данных (data plane). На основе объединения указанных блоков создается очень быстрая и вместе с тем гибкая и функционально разнообразная платформа.

Внимание!

Собственный режим IOS (Native IOS Mode) устройства Catalyst 6000 также может применяться для реализации коммутации третьего уровня на базе коммутирующих маршрутизаторов. Рассмотрим устройство Catalyst 8510 корпорации Cisco — первый коммутирующий маршрутизатор, ориентированный на рынок территориальных сетей. Функции маршрутизации реализованы в нем посредством процессора коммутации маршрута (Switch Route Processor — SRP). С точки зрения аппаратного обеспечения процессор SRP в основном подобен процессору коммутации ATM (ATM Switch Processor — ASP), входящему в состав ATM-коммутатора Lightstream 1010. Процессор SRP используется, в основном, для работы дейтаграммных протоколов маршрутизации, таких, как RIP и OSPF, а не протоколов ATM-маршрутизации, таких, как PNNI. После создания таблицы маршрутизации с помощью соответствующих протоколов информация из нее используется процессором для образования так называемой таблицы экспресс-коммутации корпорации Cisco (Cisco Express Forwarding — CEF table). Как только в таблице маршрутизации будут перечислены все возможные точки, в которые маршрутизатор может направлять пакеты, в CEF-таблице появится запись, указывающая, как достичь каждой известной точки в сети. В отличие от таблицы маршрутизации, которая ограничена только основной информацией, такой, как маршрут к получателю (destination route), следующая точка перехода (next hop) и метрика маршрутизации (routing metric), CEF-таблица может использоваться для хранения более широкого диапазона разнообразных сведений. Записи в таблице имеют отношение к таким функциям, как организация очередей (Queuing) и механизмы QoS/COS. Более того, CEF-таблица является более быстродействующей, поскольку сведения хранятся в формате, обеспечивающем чрезвычайно эффективный поиск. Технология CEF решает противоречивые задачи обеспечения скорости и функциональности и представляет собой прогрессивный шаг в области технологии маршрутизации. Корпорация Cisco с 1997 года успешно применяет технологию CEF в высококлассных фирменных Internet-ориентированных платформах маршрутизации. Начиная с операционной системы IOS версии 12.0, поддержка данной технологии обеспечивается всеми моделями маршрутизаторов. Основная концепция технологии СЕР реализована во всех продуктах модельного ряда Cisco, однако в устройстве 8510 она нашла новое применение. Процессор, расположенный в блоке SRP, используется для создания CEF-таблицы, но решение о передаче пакетов принимается без его участия. Вместо этого процессор загружает копию CEF-таблицы в каждую линейную плату (line card). Линейные платы содержат интегрированные микросхемы, которые фактически и осуществляют просмотр CEF- таблицы со скоростями проводника. С точки зрения входного порта (ingress port) устройства 8510 в блоке содержится группа АТМ-подобных виртуальных каналов (virtual cirquit — VC), с помощью которых он соединяется с любым другим портом (между всеми портами устройства существует множество виртуальных каналов, которые призваны содействовать выполнению функций QoS). Образно виртуальные каналы можно представить как трубы, через которые порт ввода передает данные всем портам вывода. Если провести аналогию между входящими данными и игрушечными шариками, то каждый порт ввода, используя CEF-таблицу, определяет, в какую трубу попадет каждый шарик. В результате, существует механизм, который строит эффективную и гибкую таблицу коммутации, централизовано используя при этом процессор общего назначения. Ресурсоемкий процесс определения пути следования фреймов через устройство поддерживается посредством набора распределенных высокоскоростных интегральных микросхем (ASIC). Известно, что коммутаторы 8500-й серии основаны на встроенной поддержке технологии ATM, а следовательно, поддерживают интеллектуальные механизмы обеспечения службы QoS. Когда подобная поддержка технологий комбинируется с описанным выше механизмом коммутации, преимущества технологии СЕР проявляются чрезвычайно убедительно.

Коммутирующий маршрутизатор 8540 является следующим устройством корпорации Cisco, использующим те же методики, но на базе другой аппаратной платформы. Основные отличия заключаются в новом наборе управляющих и линейных плат, а также в использовании укрупненного шасси, на котором поддерживается большее количество интерфейсов и высокоскоростная объединительная плата или коммутирующая структура. Поскольку в устройствах 8500-й серии используется встроенная технология ATM, для них более характерно применение коммутирующей структуры, чем объединительной платы. В отличие от маршрутизатора 8510, единый блок SRP в устройстве 8540 разделен на два подблока: блок процессора маршрутизации (Route Proc- Processor — RP) и блок процессора коммутации (Switch Processor — SP). Блок RP (или блок управления) поддерживает такие функции, как обработка протоколов маршрутизации и построение CEF-таблиц. На основе локальной копии CEF-таблицы линейными платами, содержащими, как и у предыдущей модели, интегральные микросхемы (так называемый блок данных), принимается решение о передаче данных. Для передачи пакетов через объединительную плату или контролируемую зону линейные платы должны использовать службы блока SR. Другим преимуществом подхода к коммутации третьего уровня на основе устройств 8500-й серии во всех отношениях является то, что процессор в данном случае работает с полной операционной системой IOS. Такой подход не только приводит к более продуманному внедрению протоколов маршрутизации и других функций, но и значительно облегчает задачи настройки для специалистов, знакомых с обычными маршрутизаторами Cisco. В большинстве ситуаций для конфигурирования достаточно просто ввести последовательность команд conf t, int fa x/x/x и router ospf l.

В качестве примера рассмотрим сеть, изображенную на рисунке 1.

Рисунок 1 - Пример сети с использованием устройства Catalyst 8500

Устройства, обозначенные на рисунке как Cat-A, Cat-B, Cat-C и Cat-D, являются коммутаторами серии Catalyst 5000, которые  реализуют обычную коммутацию второго уровня. Каждое из указанных устройств содержит одну виртуальную локальную сеть (кроме коммутатора Cat-D, который содержит две сети VLAN). Все коммутаторы подключены к центральному третьего уровня. Возможный вариант конфигурации для маршрутизатора приведен в примере:

ipx routing 0000.0000.1001

1

interface FastEthernetO/0/0

description VLAN 1

ip address 10.1.1.1 255.255.255.0

I

interface FastEthernetO/0/1

description VLAN 2

ip address 10.1.2.1 255.255.255.0

ipx network 2

i

interface FastEtherneteO/0/2

description VLAN 3

546

Часть IV. Расширенные  возможности 

ip address 10.1.3.1 255.255.255.0

ipx encapsulation ARPA

ipx network 3

!

interface FastEthernetO/0/3

no ip address

!

interface FastEthernetO/0/3.4

description VLAN 4

encapsulation isl 4

ip address 10.1.4.1 255.255.255.0

ipx network 4

!

interface FastEthernetO/0/3.5

description VLAN 5

encapsulation isl 5

ip address 10.1.5.1 255.255.255.0

ipx network 5

!

router eigrp 1

network 10.0.0.0

Виртуальные локальные  сети 2, 3 и 4 сконфигурированы для поддержки трафика протоколов IP и IPX. В сети VLAN 1 используется только протокол IP. На всех интерфейсах, кроме Fast EthernetO/0/2, используется стандартная Ethernet-инкапсуляция novel_ether. На интерфейсе Fast EthernetO/0/2 используется инкапсуляция ARPA (DIX V2). Кроме того, поскольку коммутатор Cat-D использует две виртуальные локальные сети, интерфейс Fast EthernetO/0/3 настроен на поддержку протокола ISL. Как и в приведенных ранее примерах с линейным маршрутизатором на ISL-канале, каждая сеть VLAN настраивается на отдельный интерфейс.

Команда show vian, введенная  для маршрутизатора 8500-й серии, поможет  получить краткий обзор конфигурационной информации сетей VLAN, т.е. узнать, на какой  порт настроена каждая виртуальная локальная сеть.

Одной из заслуживающих особого  внимания отличительных черт устройств 8500-й серии является поддержка  стандарта EtherChannel. Коммутаторы 8500-й серии поддерживают оба стандарта Fast и Gigabit EtherChannel. Настройка канала EtherChannel на любом коммутаторе или маршрутизаторе Cisco, включая 8500, заключается в конфигурировании виртуального интерфейса, известного как интерфейс порт-канал (Port-Channel interface). Настройки протоколов IP и IPX вводятся для выбранного интерфейса. Реальные Ethernet-интерфейсы включаются в канал с помощью команды channel-group. В примере приведена частичная конфигурация, переключающая коммутатор Cat-D на использование канала EtherChannel с портами 0/0/3 и 0/0/4.

nterface Port-Channell

description To Cat-D

no ip address

!

interface Port-Channel1.4

description VLAN 4

encapsulation isl 4

ip address 10.1.4.1 255.255.255.0

ipx network 4

i

interface Port-Channel1.5

description VLAN 5

encapsulation isl 5

ip address 10.1.5.1 255.255.255.0

ipx network 5

!

interface FastEthernet0/0/3

no ip address

channel-group 1

i

interface FastEthernetO/0/4

no ip address

channel-group 1

Следует отметить, что ISL-подынтерфейсы  созданы на интерфейсе порт-канал, а не на реальном Fast Ethernet-интерфейсе[1].

1.2 Контроллеры беспроводных сетей

Cisco предлагает заказчикам  контроллеры беспроводных локальных  сетей с установленным уникальным  программным обеспечением, на которое оформлена патентная заявка. Эти контроллеры в сочетании с "облегченными" точками доступа позволяют создать "облегченное" решение, которое отвечает эксплуатационным требованиям к корпоративной беспроводной сети. Ключевым компонентом встроенного программного обеспечения являются интеллектуальные алгоритмы управления радиоресурсами (Radio Resource Management, RRM), позволяющие выполнять тонкую настройку параметров WLAN для обеспечения оптимального соответствия сети текущим требованиям. В этом документе рассматриваются принципы работы алгоритмов RRM и обсуждаются вопросы использования механизмов управления радиочастотами в реальном времени для улучшения операций WLAN, повышения уровня безопасности беспроводной сети и предоставления компаниям возможности поддержки беспроводных приложений, имеющих ключевое значение для повседневных функций бизнеса.

Стремясь найти универсальное  решение для удовлетворения уникальных радиочастотных потребностей компаний, Cisco разработала централизованную, "облегченную" архитектуру WLAN. Ее ключевым компонентом является архитектура разбиения MAC-уровня ("split MAC" architecture), предусматривающая распределение задач обработки протоколов передачи данных и управления f 802.11 и функций точек доступа между "облегченными" точками доступа и централизованным контроллером WLAN. В частности, точки доступа решают задачи, чувствительные ко временным задержкам, обработка сигналов вызова, установление связи с клиентами, шифрование на уровне доступа к среде передачи (MAC) и радиочастотный мониторинг. Все остальные функции, которые носят общесистемный характер и требуют наличия информации о системе в целом, выполняет контроллер WLAN. Сюда относятся обработка протокола управления 802.11, трансляция кадров и мостовые соединения, а также применение общесистемных политик мобильности, безопасности, управления качеством обслуживания (QoS) для пользователей и, возможно, самое важное, – политик управления радиочастотами в реальном времени.

Средства управления радиочастотами в реальном времени являются ключевым компонентом "облегченного" беспроводного решения Cisco. Контроллер беспроводной сети Cisco использует динамические алгоритмы для создания среды, способной самостоятельно выполнять процедуры настройки, оптимизации и устранения проблем. Благодаря этому сети Cisco WLAN идеально подходят для обслуживания надежных и защищенных бизнес-приложений. Контроллер решает указанные задачи с помощью следующих функций RRM:

• мониторинг радиоресурсов;
• динамическое выделение каналов;
• обнаружение и избежание радиопомех;
• динамическое управление мощностью передатчиков;
• обнаружение и устранение "дыр" в зоне покрытия;
• балансировка нагрузки клиентов и сети.

Управление радиосетью требует отчетливого представления  о факторах, влияющих на эфирную  среду. "Облегченные" точки доступа Cisco не только реализуют целевые сервисы, но и ведут одновременный мониторинг всех каналов. Это стало возможным благодаря масштабному анализу уровня 802.11 MAC, проделанному специалистами Cisco в процессе разработки архитектуры разбиения MAC-уровня.

Помимо реализации целевых  сервисов "облегченные" точки  доступа Cisco "умеют" одновременно сканировать все допустимые каналы 802.11a/b/g для страны, в которой они  работают, а также каналы, допустимые в других географических зонах. Это позволяет обеспечить максимальный уровень защиты – система обнаруживает мошеннические точки доступа, которые могли быть импортированы из других стран, а также хакеров, которые знают, как сменить код страны, чтобы мошенническая точка доступа работала вне стандартного диапазона и ее невозможно было обнаружить с помощью большинства существующих систем обнаружения вторжений (IDS) для сетей WLAN. 

Для прослушивания указанных  каналов "облегченная" точка доступа Cisco "уходит" со своего канала на период, не превышающий 60 мс. Пакеты, собранные в процессе прослушивания, пересылаются контроллеру беспроводной сети Cisco, где они анализируются на предмет выявления мошеннических точек доступа (независимо от того, были ли включены в пакеты идентификаторы наборов сервисов [SSID] или нет), мошеннических клиентов, одноранговых (ad-hoc) клиентов и других точек доступа, создающих помехи. 

По умолчанию каждая точка доступа проводит только 0.2% от общего времени работы вне своего канала. Задачи прослушивания каналов  статистически распределены между всеми точками доступа. Это позволяет исключить ситуации, при которых две соседние точки доступа заняты прослушиванием, т.к. такие ситуации могут негативно сказаться на качестве работы WLAN. Таким образом, сетевые администраторы получают возможность оценить события, происходящие в сети WLAN с точки зрения каждой точки доступа. Это позволяет превзойти уровень прозрачности, характерный для сетей с наложением каналов, и исключить проблему "скрытых узлов", которая заставляет использовать отдельный эфирный монитор для каждых трех–пяти точек доступа.

Поддержка стандарта 802.11 MAC требует использования схемы  избежания конфликтов доступа к  среде с двоичной экспоненциальной паузой, именуемой Carrier-Sense Multiple Access/Collision Avoidance (CSMA/CA) [множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий]. Уровень 802.11 MAC определяется как четырехнаправленный протокол обмена: 

Request to Send (RTS) [Готовность  к передаче] <-> Clear to Send (CTS)

[Готовность к приему] 

Data [Данные] <-> ACK [Подтверждение] 

Если станция хочет  передать какие-либо данные, она извещает об этом канал. Если канал в настоящий  момент свободен, точка доступа разрешит станции переслать данные. Если же канал занят, то точка доступа  предложит станции подождать до тех пор, пока другие станции, занимающие канал, не закончат передавать свои данные. Эта схема позволяет предотвратить попытки одновременной пересылки данных по одному и тому же каналу двумя клиентами, которая может привести к появлению поврежденных кадров. 

При использовании алгоритма CSMA/CA две точки доступа, обращающиеся к одному каналу (находящиеся на одинаковом удалении от него) получают каждая по 50% от того объема пропускной способности, который был бы им предоставлен в случае работы по разным каналам. Эта ситуация может приводить к определенным проблемам. Например, если кто-либо, сидя в кафе, просматривает свою электронную почту, это может негативно сказаться на работе точки доступа, обслуживающей клиентов беспроводной сети в соседнем здании. Даже несмотря на то, что речь идет о двух совершенно разных сетях, некто, отправляющий трафик в кафе по каналу 1, может вызвать порчу данных в корпоративной сети компании, использующей тот же канал. Контроллеры беспроводной сети Cisco позволяют выйти из этой ситуации, а также решить другие проблемы, связанные с межканальными помехами, путем динамического выделения каналов точкам доступа, позволяющего избежать описанных конфликтов. Наличие инструментов RRM, обеспечивающих прозрачность "облегченной" инфраструктуры Cisco в масштабе всего предприятия, позволяет "повторно" использовать каналы для избегания расходования впустую дефицитных радиочастотных ресурсов. Иными словами, канал 1 будет выделен другой точке доступа, расположенной подальше от кафе. Это решение будет гораздо более эффективным, нежели схема с совместным использованием канала 1, которой часто придерживаются другие системы WLAN. 

Возможности динамического  выделения каналов, которыми обладают контроллеры беспроводной сети Cisco, бывают полезны также при минимизации межканальных помех между соседними точками доступа в "облегченной" инфраструктуре Cisco WLAN. К примеру, при использовании стандарта 802.11a каналы 35 и 40 не могут одновременно работать с пропускной способностью 54 Мбит/с при определенной ориентации клиентов и точек доступа.

Для нормальной работы WLAN большое значение имеет правильность настроек мощности передатчиков точек  доступа. Кроме того, она важна  для обеспечения резервирования сети и при выполнении аварийных  переключений в реальном времени при внезапном отключении какой-либо точки доступа. 

Контроллер беспроводной сети Cisco динамически управляет мощностью  передатчиков точек питания на основании  данных о состоянии WLAN, собираемых в  реальном времени. В обычных обстоятельствах  для увеличения пропускной способности сети и снижения помех мощность передатчиков можно поддерживать на достаточно низком уровне. Исходя из оптимальных методик, разработанных на основе накопленного опыта, "облегченное" решение Cisco предусматривает попытки сбалансировать работу точек доступа таким образом, чтобы они "видели" соседние точки доступа при уровне мощности -65 dbm.

При обнаружении неисправной  точки доступа на соседних с ней  точках доступа мощность может быть автоматически увеличена с целью  устранения образовавшейся "дыры" в покрытии. Решения WLAN, допускающие только статические способы настройки мощности передатчиков, существенно ограничены в плане поддержки требований динамической настройки сетевой инфраструктуры. 

Для оптимизации качества обслуживания пользователей применяются алгоритмы Cisco RRM. Например, если мощность точки доступа снизилась до уровня 4 (где уровень 1 является наивысшим, а уровень 5 – самым низким), и значение индикатора принимаемого сигнала пользователя (RSSI) опускается ниже приемлемого порога, мощность точки доступа будет увеличена с целью улучшения качества обслуживания данного клиента. Мощность ни при каких обстоятельствах не будет снижена, если значение упомянутого показателя близко к пороговому. 

Эффективно использовать доступную пропускную способность сети WLAN можно только в том случае, если нагрузка клиентов сбалансирована должным образом. К сожалению, клиенты недостаточно сообразительны, чтобы самостоятельно принимать верные решения на этот счет, даже если такие решения позволят улучшить качество связи. Например, все пользователи, находящиеся в конференц-зале, могут привязаться к одной точке доступа, выбрав ее из-за близкого расположения, и проигнорировать все остальные точки доступа, даже если их загрузка намного меньше. 

Контроллер беспроводной сети Cisco позволяет получить полную информацию о загрузке клиентов на всех точках доступа. Эти сведения бывают полезны при выборе правильных точек доступа для подключения к сети новых клиентов. Кроме того, в случае выбора соответствующей опции "облегченное" беспроводное решение Cisco может в упреждающем режиме "переводить" уже подключенных клиентов на новые точки доступа для повышения качества работы сети WLAN. Такая схема позволяет плавно распределять нагрузку в масштабе всей беспроводной сети.

2 Методы коммутации

2.1 Основные методы  коммутации

Корпорация Cisco определяет Catalyst как коммутатор локальных сетей. Коммутатор является, по сути, сложным мостом. Коммутатор может быть сконфигурирован таким образом, чтобы функционировать как несколько мостов путем определения внутренних виртуальных мостов (т.е. сетей VLAN). Каждый виртуальный мост соответствует новому широковещательному домену, т.к. между виртуальными мостами нет никакой связи. Широковещательные сообщения, которые передаются одним виртуальным мостом, не воспринимаются другими виртуальными мостами. Только маршрутизаторы (внешние или внутренние) должны использоваться для соединения широковещательных доменов друг с другом. При использовании мостов для соединения широковещательных доменов домены объединяются в один гигантский широковещательный домен, что уже само по себе сводит на нет усилия по созданию отдельных широковещательных областей. Коммутаторы так же, как и мосты, принимают решение по перенаправлению фреймов в соответствии с методом прозрачного мостового перенаправления. Однако производители предлагают несколько различных режимов коммутации, чтобы определить, когда именно необходимо коммутировать фрейм. В промышленности наиболее употребительными являются три режима: режим с промежуточным хранением (store-and-forward), сквозная коммутация (cut-through) и режим с контролем фрагментов (fragment-free). На рисунке 2 показаны моменты времени, когда происходит коммутация фреймов в процессе их обработки при использовании перечисленных трех режимов.

Каждый из режимов  имеет свои преимущества и в чем-то является компромиссным вариантом, что обсуждается в следующих ниже разделах. В результате использования различных моментов времени для коммутации фреймов наиболее существенным образом три режима отличаются с точки зрения обработки ошибок и временами задержек. На рисунке 3 представлены сравнительные характеристики указанных режимов, а также приведены модели коммутаторов семейства Catalyst, в которых используется каждый из различных режимов коммутации.

Рисунок 2 - Моменты времени, когда происходит коммутация фреймов при использовании различных режимов

Рисунок 3 - Сравнение режимов коммутации

Следует обратить внимание, что если модель коммутатора поддерживает более одного режима, то может быть доступен адаптивный режим сквозной коммутации. Для уточнения данного вопроса необходимо обратиться к технической документации, которая поставляется с устройством. Одна из главных целей, для которых применяется коммутация — это обеспечение большей пропускной способности для конечного пользователя. Каждый порт коммутатора задает новый домен коллизий, в котором доступна полная пропускная способность физической среды передачи. Если только одна станция подключена к интерфейсу, то такая станция может полностью использовать выделенную ей пропускную способность, и нет необходимости в разделении пропускной способности между несколькими устройствами. Все режимы коммутации, описанные в следующих разделах, рассчитаны на поддержку выделенной каждому устройству пропускной способности.

2.2 Режим коммутации с промежуточным хранением

В режиме с промежуточным  хранением данных перед тем, как  начинать процесс коммутации, фрейм  принимается целиком. После получения всего содержимого фрейма коммутатор определяет его адрес отправителя и адрес получателя, проверяет содержимое фрейма на наличие возможных ошибок и затем, в случае необходимости, выполняет какой-либо из видов специальной фильтрации согласно стандартных правил, установленных администратором, с целью модификации процесса перенаправления фреймов. При обнаружении каких-либо ошибок коммутатор отбрасывает фрейм, тем самым предотвращая затраты пропускной способности на передачу в сегмент-получатель фреймов, содержащих ошибки. Если сеть характеризуется высокой частотой ошибок несовпадения контрольной суммы фрейма (FCS — Frame Check Secuence) или большой частотой наложения фреймов, то наилучшим решением будет использование режима коммутации с промежуточным хранением. Абсолютно правильным решением, конечно, является устранение причин ошибок, а использование режима с промежуточным хранением можно сравнить с наложением повязки на ногу при болящей голове, что, соответственно, не может быть решением проблемы. Если станция-отправитель и станция-получатель подключены к сегментам, построенным на базе различных физических сред передачи, то необходимо использовать именно тот режим коммутации, который сейчас обсуждается. Использование различных физических сред передачи данных часто имеет свои дополнительные проблемы. Для решения проблем соединения различных физических сред использование режима с промежуточным хранением также является необходимым. Поскольку перед тем, как начать передачу фрейма, коммутатор должен получить все его содержимое, задержка передачи изменяется в зависимости от размера фрейма.

Например, минимальный  размер фрейма в сетях стандарта 10BaseT составляет 64 октета, и для его получения необходимо время 51,2 микросекунды. В другом случае, когда размер фрейма равен 1512 октетам, то его получение занимает 1,2 миллисекунды. Задержка передачи для сетей стандарта 100BaseX составляет одну десятую от значений, полученных для сетей, построенных по стандарту 10BaseT.

2.3 Сквозная коммутация

В режиме сквозной коммутации коммутатор начинает процесс перенаправления  фрейма сразу же после того, как  будет принят октет, содержащий адрес  получателя, что позволяет снизить  задержку во времени до необходимого для приема шести октетов адресата данных, т.е., до величины 4,8 мкс для сетей стандарта 10BaseT. Однако в данном режиме коммутатор не может проверить фрейм на наличие ошибок до тех пор, пока не будет передано все содержимое фрейма. Фреймы, содержащие ошибки, передаются коммутатором в сегмент получателя, что, соответственно, требует затрат пропускной способности. Отбрасывается фрейм приемным устройством станции-получателя. При увеличении пропускной способности сети и скорости процессоров проблема задержек передачи становится менее существенной. В сетях с большой скоростью передачи информации время, необходимое для приема и обработки фрейма, существенно сокращается, что снижает ценность режима сквозной коммутации. Таким образом, для большинства сетей режим коммутации с промежуточным хранением является более предпочтительным. Некоторые коммутаторы поддерживают как режим сквозной коммутации, так и режим коммутации с промежуточным хранением. Такие устройства обычно могут работать также и в третьем режиме, который называется адаптивным режимом сквозной коммутации (adaptive cut-through). Такие коммутаторы обычно работают в режиме сквозной коммутации, при этом выборочно активируя режим коммутации с промежуточным хранением. Коммутатор проверяет фреймы на наличие ошибок в процессе перенаправления. Т.к. в режиме сквозной коммутации фрейм, содержащий ошибки, не может быть остановлен, то коммутатор использует счетчик числа ошибок. Если число фреймов с ошибками превышает некоторый порог, коммутатор автоматически переходит в режим работы с промежуточным хранением. Именно такой алгоритм работы и называют адаптивным режимом сквозной коммутации. Преимуществом такого режима является обеспечение малого времени задержки в случае, если сеть работает без ошибок, кроме того он позволяет защитить выходной сегмент при наличии ошибок во входном сегменте.