Disseny de xarxa i commutadors
Aquest article és una guia ràpida i senzilla de com han de ser les connexions dels dispositius de xarxa per a evitar colls d’ampolla en la transmissió de dades. Un coll d’ampolla es produeix quan un canal de comunicació no té prou capacitat per a transmetre tota la informació que se li requereix.
Ports del commutador
Una de les característiques més importants d’un commutador és la velocitat de transmissió dels seus ports. Avui en dia és habitual trobar velocitats de 100 Mbps, 1000 Mbps o més.
Els commutadors tenen la majoria de ports destinats a connectar-hi dispositius mitjançant cable de coure. També disposen d’alguns ports anomenats uplink de velocitat superior, destinats a connectar-hi altres commutadors o bé servidors, mitjançant cable de coure o bé fibra òptica.
Els ports uplink són de velocitat superior perquè habitualment transmeten dades provinents o destinades als altres ports, on hi ha els dispositius. D’aquesta manera s’eviten o redueixen els anomenats colls d’ampolla. Així doncs, es produirà un coll d’ampolla en el moment que la suma de dades que volen transferir els dispositius connectats als altres ports i que vagin dirigides al port uplink superi la seva capacitat.
Posem com a exemple el commutador de la imatge, que té 24 ports a 100 Mbps i 2 ports a 1000 Mbps. Hi ha 2 sòcols per a connectar-hi mòduls de 1000 Mbps o més però estan buits. En el cas que més de 10 ordinadors transmetin/rebin dades dirigides/provinents del port uplink a la màxima velocitat simultàniament, es produirà un coll d’ampolla. Aquesta situació no es sol donar habitualment.
En cas que vulguem tenir encara més marge per a evitar colls d’ampolla, els commutadors tenen la possibilitat de fer enllaços múltiples, és a dir, utilitzar els dos o més ports uplink com una única connexió que té una capacitat equivalent a la suma de les capacitats dels ports agrupats. Així doncs en el commutador de la imatge podem tenir una capacitat de transferència de 2000 Mbps si utilitzem els dos ports uplink com una connexió doble.
Connexions
En una xarxa ben estructurada hi trobem dos tipus de commutadors: els d’accés i els de distribució. Els commutadors d’accés són aquells on hi van connectats els dispositius, i els de distribució són aquells que interconnecten altres commutadors. Generalment aquestes connexions es fan mitjançant els ports uplink i són de velocitat superior. A continuació veiem un exemple.
En les xarxes generalment els usuaris fan ús dels servidors, i per tant hi ha molt de trànsit que va i ve d’aquests servidors a través de les connexions uplink de velocitat superior.
Cal evitar connectar un commutador d’accés a un altre commutador d’accés, ja que en aquest cas es produirà un coll d’ampolla. En aquesta situació un sol port de 100 Mbps haurà de suportar la transferència de tots els ordinadors que es comuniquen amb els servidors i que estan connectats al segon commutador d’accés encadenat (tatxat en vermell en el gràfic).
Fem quatre números per a mostrar el coll d’ampolla que es produiria en la pitjor situació possible. Imaginem que en el commutador tatxat en vermell hi tenim ordinadors en tots els ports que volen accedir alhora als servidors i a la màxima velocitat possible. Com que el port que connecta cap als servidors té una capacitat de 100 Mbps, que caldrà repartir entre els 24 ports on hi ha dispositius, tindrem que la capacitat de transmissió efectiva que disposarà cada equip connectat al commutador serà
100 Mbps / 24 ports = 4,17 Mbps per port
Si connectéssim un altre commutador al commutador tatxat, la capacitat de transmissió efectiva de 4,17 Mbps es tornaria a dividir, tenint
4,17 Mbps / 24 ports = 0,17 Mbps per port
I així successivament en cada nou encadenament que féssim.
Per tant, en el cas que necessitem afegir més ordinadors i no disposem de més ports en un commutador, cal optar per substituir el commutador d’accés per un de més ports o bé afegir un altre commutador i passar cable fins al commutador de distribució, encara que això suposi una major inversió econòmica.