Ныне в локальных вычислительных сетях используются всего три вида кабеля:
• коаксиальный двух типов — тонкий коаксиальный кабель (thin coaxial cable)и толстый коаксиальный кабель (thick coaxial cable);
• витая пара двух основных типов – неэкранированная витая пара (unshielded twisted pair (UTP))и экранированная витая пара (shielded twisted pair (STP));
• волоконно-оптический двух типов — многомодовий кабель (fiber optic cable multimode)и одномодовий кабель (fiber optic cable singlemode). В этих видах кабеля сигналы передаются с помощью света, а не электричества, как в других видах кабеля.
Хотя общая номенклатура всех указанных видов кабеля у многих производителей составляет даже не сотни, а тысячи наименований, выбирать кабель обычно приходится исходя не из характеристик конкретной марки, а из правил применения. Это существенным образом облегчает работу проектировщика кабельной подсистемы локальной вычислительной сети.
Дальнейшее развитие локальных сетей
Корпоративные сети
Самые первые типы локальных вычислительных сетей не могли отвечать потребностям больших предприятий, офисы которых, как правило, расположены в разных местах. И как только преимущества компьютерных сетей стали несомненными и сетевые программные продукты начали заполнять рынок, перед корпорациями встала задача расширения сетей с целью сохранения конкурентоспособности.
В англоязычной литературе этот вид сетей наиболее часто называют "enterprise wide network" (с англ. — сеть масштаба предприятия), а в Украине стал общеупотребительным другой термин иностранного происхождения — "корпоративная сеть".
Термин "корпоративная" отображает, с одной стороны, размер сети, так как корпорация — это большое предприятие, с другой стороны – содержание объединения, то есть корпоративной является сеть, которая образована в результате объединения нескольких, как правило, разнородных сетей. В случае объединения отдельных сетей большого предприятия, которое имеет подразделы в разных городах и странах, в единую сеть совокупность количественных характеристик объединенной сети часто превышает некоторый критический порог, за пределами которого получается новое качество. При этом количество пользователей и компьютеров может измеряться тысячами, число серверов — превышать несколько сотен, число записей в базы данных — несколько миллионов, а расстояния между сетями могут оказаться такими, что использование глобальных связей становится необходимостью. Кроме того, непременным атрибутом такой сложной и крупномасштабной сети является гетерогенность, ведь невозможно удовлетворить потребности тысяч пользователей с помощью однотипных элементов и однородных структур. В корпоративной сети обязательно будут использоваться разнообразные типы компьютеров — от мейнфреймов до персональных, 3-5 типов операционных систем, около десяти разнообразных коммуникационных протоколов, несколько СУБД и большое количество других приложений. Превышение количественными изменениями некоторой критической массы и привело к появлению нового качества — корпоративной сети. Термином "корпоративность" обозначается принадлежность описанного вида сети одному большому предприятию. Этот признак не является основным, а отображает тот факт, что крупномасштабная, гетерогенная и хорошо интегрированная сеть наиболее часто получается в результате усилий предприятия по объединению своих отдельных сетей в единую информационную систему. Затем, если сеть имеет указанные особенности, но не принадлежит одной корпорации, ее все равно можно назвать корпоративной.
|
|
|
|
Корпоративные сети формировались постепенно. Сначала на предприятиях создавались небольшие локальные сети, используемые только небольшой группой работников — так называемые сети рабочих групп (со временем превратились на сети отделов и кампусов (площадок)).
Сети отделов или рабочих групп используются группой людей, объединенных решением общей задачи, такой, например, как бухгалтерский учет или маркетинг. Основной целью сетей отделов является разделение ресурсов, таких как приложения, данные, лазерные принтеры и, возможно, модемы. Обычно сети отделов имеют один или два файловых сервера и максимум 30 пользователей. Сети отделов, как правило, не делятся на подсети (сегменты) с помощью мостов. Даже если сети отделов объединены в корпоративную сеть, большая часть трафика локализуется в сети отдела, так как именно в ее границах выполняется большая часть работы. Ведь пользователи в 80 % случаев обращаются к локальным ресурсам, а в 20 % случаев — к отдаленным ресурсам.
Сети рабочих групп и отделов обычно создаются на основе одной или нескольких сетевых технологий — Ethernet, Token Ring, а в том случае, если в рабочей группе обмениваются большими объемами информации (например мультимедийными файлами), применяются высокоскоростные протоколы — FDDI, Fast Ethernet, Token Ring или 100VG-AnyLAN. Такая сеть обычно использует одну или максимум две сетевых операционных системы. Наиболее часто это сеть с выделенным сервером NetWare 3.x или Windows NT, одноранговая сеть, например, сеть Windows for Workgroups.
|
|
Следующим шагом в эволюции сетей является объединение локальных сетей нескольких отделов в единую сеть дома или группы домов — так называемую сеть кампусов. Фрагмент кабельных подсистем на примере сети масштаба предприятия имеет такой вид:
Сети кампусов могут распространяться на несколько километров, но при этом не требуют глобальных соединений. Эти сети имеют позвоночник (backbone), или главную сеть, и подсети, подобные ребрам. Для повышения производительности предприятия иногда используют маршрутизаторы, тем не менее наиболее часто подсети присоединяют к позвоночнику с помощью мостов или концентраторов. В сети кампуса в каждом отделе осуществляется администрирование с помощью собственных серверов, но работники отдела получают доступ к некоторым файлам и ресурсам сетей других отделов. Услуги, предоставленные сетями кампусов, не ограничиваются простым распределением файлов и принтеров, а часто включают доступ к серверам других типов, например к факс-серверам и серверам высокоскоростных модемов. Сети кампусов предоставляют также важную услугу — доступ к корпоративным базам данных независимо от того, располагаются они на серверах баз данных или на мини-компьютерах.
Именно на уровне сети кампуса начинаются проблемы интеграции. Типы компьютеров, сетевых операционных систем, сетевого аппаратного обеспечения могут отличаться в каждом отделе. Например, инженерный отдел может использовать операционную систему UNIX и сетевое оборудование Ethernet, отдел продаж — операционную среду DOS/Nowell и оборудование Token Ring. Довольно часто сеть кампуса соединяет разнородные компьютерные системы, тогда как сети отделов используют однотипные компьютеры. Например, два отдела, которые работают вместе, могут соединить свои компьютерные системы, а уже со временем к ним захочет присоединиться третий отдел. Отсюда вытекает сложность управления сетями кампусов, нужны квалифицированные администраторы, которых надо специально учить. В случае сбоев и отказов администратору уже недостаточно проверить надежность соединения, возникает потребность в утонченных средствах оперативного управления сетью.
Сеть кампуса имеет много признаков корпоративной сети, ей не хватает только масштабности и наличия глобальных связей. Корпоративная сеть — это объединение сетей нескольких кампусов, а сеть кампуса — это объединение сетей рабочих групп и отделов. Чем больше количество объединяющих сетей, тем ярче выражены новые качественные признаки. Простейшая для небольшой сети задача ведение учетной информации о пользователях превращается в сложную проблему для сети масштаба предприятия. Использование глобальных связей заставило специалистов по локальным сетям погрузиться в новый для них мир телекоммуникаций. Особое значение приобрели задачи преодоления гетерогенности, в результате решения которых в сети появились многочисленные шлюзы, которые обеспечивают согласованную работу разнообразных операционных систем и сетевых системных приложений. Для обеспечения общей работы в сети разнообразных коммуникационных протоколов стали широко использоваться многопротокольные маршрутизаторы и мосты.
Также расширился круг услуг, которые предоставляются конечному пользователю. Кроме традиционных услуг локальных сетей — распределения файлов и принтеров, к обычному сервисному набору корпоративной сети обычно входят почтовая служба, средства коллективной работы, поддержка отдаленных пользователей, факс-сервис, обработка голосовых сообщений, организация видеоконференций и т.п. Особое значение приобретает время реакции приложений в корпоративной сети, так как в условиях динамичного рынка для успешной борьбы с конкурентами решения нужно принимать в реальном масштабе времени, которое требует соответствующей организации корпоративной сети и ее приложений, в том числе СУБД, способной оперативно обработать запросы к данных (поддержка режима On Line Transaction Processingп, OLTP). Вместе с тем в большой корпоративной сети в особенности сложно обеспечить приемлемое время реакции. Этому препятствует высокая интенсивность потока запросов, создаваемых сотнями и тысячами работников корпорации, потребность осуществлять поиск данных в базах огромных размеров, невысокая скорость глобальных линий связи между отделениями корпорации, замедление скорости взаимодействия в шлюзах, которые согласовывают взаимодействие неоднородных компонентов разнообразных подсетей. В корпоративных системах предыдущих поколений в особенности большие базы данных хранили централизованно на мейнфреймах и обеспечивали доступ к данных в пакетном режиме, что делало невозможной быструю реакцию на запрос. Ныне требования работы в реальном времени стали для корпораций насущной необходимостью и одним из основных требований, которые выдвигаются к корпоративным сетям и корпоративным приложениям.
Объединение транспортных потоков отдельных сетей в корпоративной сети происходит за счет использования общего для всех сетей магистрального протокола сетевого уровня модели OSI. Сетевой уровень дает возможность соединять сети, в которых работают разнообразные протоколы канального уровня. При этом в случае передачи из сети в сеть пакета сетевого уровня оболочка канального уровня одного вида заменяется оболочкой канального уровня другого вида. Информацией, на основе которой происходит такая замена, являются номер сети и номер узла в сети, которые не изменяется при переходе пакета из сети в сеть. Существует большое количество протоколов как сетевого, так и канального уровня. Все они решают одну задачу, но разными средствами, поэтому в больших сетях сетевым интеграторам и администраторам приходится иметь дело одновременно с несколькими сетевыми протоколами. Популярными протоколами сетевого уровня, которые используются для объединения подсетей в корпоративную сеть, являются ІР и Nowell ІРХ. Протоколы сетевого уровня не являются протоколами только локальных сетей. С их помощью можно создавать интерсети, которые включают как локальные, так и глобальные сети. В любой из этих сетей действуют свои правила внутренней доставки пакетов, а их общая работа становится возможной благодаря наличию протокола сетевого уровня.
В последнее время роль объединяющего протокола сетевого уровня все более чаще выполняет ІР, который был разработан для сети Internet и операционной системы Unix. Для этого протокола существуют стандарты использования со всеми основными протоколами канального уровня локальных сетей, таких как Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet 100VG-AnyLan, а также с протоколами глобальных сетей — Х.25, Frame Relay, РРР. Уже есть спецификация для использования ІР с протоколами таких перспективных сетей, как АТМ, — так называемая спецификация Classical ІР. Важными преимуществами ІР являются его высокая эффективность при работе на низкоскоростных глобальных линиях связи. Структуризация транспортной подсистемы корпоративной сети и ее иерархическое многоуровневое строение — это взаимозависимые понятия. Структуризация — это деление большой системы на отдельные взаимозависимые подсистемы, а иерархическое многоуровневое дерево — это наиболее частый используемый тип структурирования транспортных связей в корпоративной сети. Неконтролируемая сеть имеет свойство разрастаться хаотически. Такая стихийно образованная сеть плохо управляемая и склонна к частым сбоям и отказам. Проблемы ранних сетей Ethernet, которые развивались таким образом, хорошо известны: отсутствие технического обоснования осуществленных изменений, неполное документирование. Это приводило к слишком большим затратам сил и времени на поиск причин отказов и сбоев, которые возникали. Масштабные системы нужно в особенности старательно планировать и структурировать, выбирая для каждой сети соответствующие типы кабельных систем, протоколы и устройства соединения сетей — повторители, мосты, маршрутизаторы и шлюзы. Ведь целью вычислительной сети является предоставление пользователям доступа к всем ресурсам сети.
Виртуальные сети
Одна из причин, по которой виртуальные сети становятся все более популярными, состоит в том, что сегменты редко бывают статическими: из-за производственных причин, а также кадровых изменений сегменты постоянно видоизменяются. Осуществление этих изменений вручную, например, перевода людей с одной группы к другую или предоставление доступа членам одной группы к ресурсам другой, большей частью довольно утомительное и трудоемкое дело. Обычно для этого необходимо дополнительное оборудование, например, маршрутизаторы и брандмауэры, таким образом, возникает потребность в мониторинге и обслуживании дополнительных устройств и в без того сложной сети. Поэтому виртуальные сети становятся наилучшим средством сегментирования, в особенности в больших сетях. Фрагмент виртуальной сети имеет такой вид:
Существует несколько способов построения виртуальных сетей:
• группировка портов;
• группировкае МАС-адресов;
• использование меток в дополнительном поле кадра — частные протоколы и спецификации ІЕЕЕ 802.1 Q/р;
• применение спецификации LANE для АТМ – коммутаторов.
В современных виртуальных сетях все функции сегментирования выполняют, как правило, с помощью программного обеспечения внутри коммутаторов. В случае применения виртуальных сетей логическая иерархия не должна обязательно отвечать физической структуре. Ведь коммутаторы запрограммированы на продвижение трафика соответственно логическим сегментам, а не физическим соединениям.
С помощью программного обеспечения для управления виртуальными сетями администратор сети может, например, определить, что конкретный порт на конкретном коммутаторе принадлежит к виртуальной сети А, тогда как соседний порт на одном и том же коммутаторе — к сети Б. Итак, две расположенные рядом рабочие станции (одна поключенная к локальной сети А, другая — к сети Б) могут работать с двумя разными файловыми серверами. Виртуальные локальные сети можно настроить таким образом, что эти две рабочих станции не смогут общаться одна с другой. Оборудование некоторых производителей дает возможность даже включать рабочие станции в несколько виртуальных сетей. Если кому-то из пользователей нужен доступ к нескольким сегментам, то наилучшим будет подход на базе виртуальных сетей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ