Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

- управления каналами удаленного доступа («не пере­давать файлы по каналам в рабочее время»);

- повышения качества обслуживания («считать транз­акции более приоритетными, чем обмен файлами»). Большинство сетей представляют собой смесь раз­личных технологий - Ethernet, Token Ring или FDDI, кроме того, могут использоваться Х.25, Frame Relay или выделенные линии. Поэтому маршрутизаторы не только передают пакеты между сетями, но и выпол­няют роль конверторов, осуществляя трансляцию различных форматов пакетов. Более того, большин­ством сетей применяются маршрутизируемые (routable) и немаршрутизируемые (nonroutable) про­токолы. Такие протоколы, как IP, IPX, DECnet, явля­ются маршрутизируемыми, поскольку они использу­ют иерархическую систему адресации, тогда как, например, протокол LAT - только МАС-адреса. Та­ким образом, большинство современных маршрути­заторов поддерживают многопротокольную марш­рутизацию и одновременно обеспечивают функции прозрачного моста.

Благодаря структуризации и возможностям управ­ления «широковещательным» трафиком многопрото­кольные маршрутизаторы позволяют расширять сети далеко за пределы возможностей, предоставляемых мостами. Однако любое преимущество имеет свою цену - каждый порт маршрутизатора и каждая стан­ция в сети должны быть тщательно сконфигурирова­ны с корректными сетевыми адресами. Некорректные адреса могут привести к потере пакетов, циклическим путям и другим проблемам. Но справедливо и то, что в динамично развивающейся организации поддержи­вать конфигурацию сети так, чтобы все было абсолют­но корректно, практически невозможно. Поэтому в растущих сетях администрирование адресов стано­вится одним из самых труднопреодолимых барьеров.

Есть и еще одна проблема, связанная с использо­ванием маршрутизаторов: при передаче пакетов меж­ду сетями возникает временная задержка, а стоимость порта у маршрутизаторов значительно превосходит стоимость портов концентраторов.

Традиционные архитектурные решения

В настоящее время на сетевом рынке доминирует несколько архитектурных решений расширения локальных сетей. Архитектура Collapsed backbone, выполняемая на основе центрального высокопроиз­водительного маршрутизатора, предпочтительна для организации локальной сети зданий. LAN-based distributed backbone применяется для объединения локальных сетей зданий. Hybrid mesh и star distributed сети широко используются для органи­зации болоших локальных сетей.

Все современные архитектуры строятся вокруг традиционной модели локальной вычисли­тельной сети. Они обеспечивают недорогой и эффек­тивный транспорт для приложений «клиент/сервер» и совместной работы с существующими сетевыми операционными системами. Но популярность сетей привела к росту числа пользователей и более интен­сивному их использованию, одновременно появились и новые приложения, все это в целом породило не­обходимость в нечто большем, что традиционные ар­хитектуры обеспечить не могут.

Распределенная сетевая магистраль (Distributed backbone)

Самой ранней формой построения межсетевых со­единений была архитектура Distributed backbone (рас­пределенная сетевая магистраль). При таком постро­ении сети концентраторы собирают все кабельные соединения по этажам, организуя там широковеща­тельные сети, а соединения между этажами строятся или по технологии локальной вычислительной сети, или на базе маршрутизаторов. Межэтажное соедине­ние может быть выполнено либо по той же техноло­гии, что и локальные сети этажей (скажем, 10Base-T), либо по технологии FDDI, обеспечивающей скорость 100 Мбит/с.

Каждый сегмент сети представляет собой отдель­ную самостоятельную подсеть. При прохождении пакетов между сегментами они должны преодолеть как минимум один маршрутизатор. Следовательно, серверы могут быть разбросаны по зданию и подклю­чены к соответствующим сетевым сегментам так, что их основным пользователям не грозят задержки, вно­симые маршрутизаторами.

Основное преимущество такой архитектуры - на­дежность межсетевого обмена. Наличие большого числа маршрутизаторов обеспечивает при выходе из строя одного из них бесперебойную работу всех сег­ментов, за исключением непосредственно подклю­ченного к отказавшему маршрутизатору. Однако ар­хитектура распределенной сетевой магистрали ведет к снижению общей производительности сети. Так, при работе с данными, расположенными на сервере, подключенном к другому сегменту, клиент встретит на пути уже два маршрутизатора, что приведет к со­ответствующим потерям в скорости. Разброс марш­рутизаторов по зданию порождает сложности в об­служивании кабельной системы и переконфигурации сети.

Сосредоточенная сетевая магистраль (Collapsed backbone)

Сети с этой архитектурой устраняют некоторые не­достатки сетей с распределенной магистралью. Как и в предыдущем случае, локальные сети этажей (сегмен­ты) образованы концентраторами, обеспечивающи­ми их центральный мониторинг и управление. Все концентраторы подключены к единственному цент­ральному маршрутизатору. «Сосредоточение» маги­страли в одной точке создает удобную архитектуру для управления всей сетью и упрощает ее обслужива­ние. Задержки (латентность) при доступе к серверам уменьшаются, так как между клиентом и сервером никогда не стоит больше одного маршрутизатора. Кроме того, такое решение является более дешевым.

Максимум гибкости и управляемости достигается включением конфигурируемого концентратора (switching hub). Это позволяет объединять сегменты на разных этажах в общие подсети, вообще исключая задержки маршрутизации для некоторых приложе­ний, Серверы можно устанавливать в одном специаль­но приспособленном для этого месте без какой-либо потери производительности сети в целом. Благодаря применению конфигурируемого концентратора любой сервер может быть назначен любому сегменту, исключая задержку маршрутизации для определен­ных рабочих групп и/или приложений. Надежность сети достигается с помощью hot-swap-ôóíêöèé (воз­можности «горячей замены») в центральных уст­ройствах — концентраторе и маршрутизаторе.

Гибридные межсетевые соединения (Hybrid backbones)

Архитектура Collapsed backbone (сосредоточенная сетевая магистраль) хороша для организации сети в рамках одного здания, но не подходит для организа­ции сети между зданиями. Даже если здания находятся совсем рядом, заводить все сегменты сети на один центральный узел представляется совершенно не­практичным, усложняются и кабельные работы и ужесточаются требования к центральным устройствам. Поэтому для организации компьютерной сети в рам­ках нескольких зданий предпочтительна гибридная архитектура. Межсетевые соединения в рамках гиб­ридной архитектуры чаще используют технологии ло­кальных сетей, чем коммутацию ячеек, так как такие сети проще проектировать и обслуживать. В принци­пе межсетевое соединение может быть реализовано по той же технологии, что и сами сегменты (скажем, 10Base-T), но с ростом сети трафик в межсетевом ка­нале будет увеличиваться и может превысить пропуск­ную способность этого канала. Именно поэтому для построения межсетевых соединений стал применяться 100 Мбит/с FDDI. Таким об­разом, гибридная архитектура представляет собой сосредоточенную сетевую магистраль (collapsed back­bone) на уровне здания и распределенную сетевую магистраль (distributed backbone) на уровне соедине­ния между зданиями .

Выделенные линии типа «точка-точ­ка» — наиболее часто применяемое соеди­нение при расширении ЛВС. Финансовые со­ображения нередко обусловливают низкие скорости передачи для таких соедине­ний — от 56-64 Кбит/с до 1,5-2,0 Мбит/с. Не менее распространена цифровая ком­мутируемая телефонная сеть ISDN или сер­вис Х.25. Линии связи этих сетей исполь­зуются либо как резервные (на случай вы­хода из строя выделенной линии), либо как основные соединения (там, где позволяют соображения стоимости).

Недавно в качестве межсетевых соединений стали использоваться линии Frame Relay общего пользова­ния. Спроектированные под современное цифровое оборудование, они обеспечивают большую пропуск­ную способность, чем Х.25, и могут быть дешевле вы­деленных линий.

Неважно, какой тип физических соединений лежит в основе построения расширенной локальной сети, маршрутиза­торы всегда выполняют две ключевые роли: трансли­руют форматы пакетов между сегментами или подсе­тями в локальных и предотвра­щают ненужное «широковещание» пакетов.

Ограничение роста

Растущее количество пользователей, более мощные настольные вычислительные системы и новое поко­ление приложений подвели возможности существу­ющих сетей к их пределу.

По всем направлениям - от локальных сетей ра­бочих групп до глобальных сетей - теперь требует­ся еще большая производительность и масштабируемость. Задержки при прохождении сети теперь тоже становятся критичными при исполнении, например, приложений мультимедиа. Однако существующие сети не были спроектированы для обеспечения тре­буемой производительности (пропускной способно­сти) и качества сервиса.

Сегментирование локальных сетей - основная тех­ника расширения сети с точки зрения увеличения пропускной способности сети. Сег­ментирование приводит к сокращению числа рабо­чих станций в сегменте и соответственно к снижению конкуренции между ними за использование общего канала. Крайним случаем может являться пример ис­пользования одной рабочей станции в каждом сегмен­те, называемом микросегментацией, или «собствен­ной» локальной сетью. При этом полоса пропускания в сегменте целиком и полностью принадлежит этой рабочей станции.

В рамках традиционных строительных блоков се­тей сегментация выглядит сложным и дорогим меро­приятием. Каждый сегмент сети является изолированной подсетью со своим уникальным адресом и заня­тым портом маршрутизатора. Однако в этом случае практически каждое перемещение, изменение или до­бавление компьютера в сеть влечет за собой утоми­тельную и длительную процедуру реконфигурации. Более того, порты маршрутизаторов проектируются для обслуживания большого числа конечных рабочих мест, и соответственно велика и стоимость этих пор­тов. Поэтому сегментация больших масштабов ведет к недопустимому увеличению стоимости на одно ра­бочее место.

Кроме того, сетевые магистрали (backbone) также нуждаются в большей пропускной способности, на­пример, 10Base-T может быть заменена на 100 Мбит/с FDDI, однако принципиально ситуацию это не меня­ет - остается все та же разделяемая среда, в которой фрагменты сетей конкурируют за полосу пропуска­ния. Рано или поздно, но пропускная способность этой магистрали достигнет предела.

И наконец, качество информационного обслужи­вания (Quality of Service). Современные приложения «клиент/сервер» испытывают всевозможные задерж­ки. Это учитывается при проектировании сетей - клиентов и серверы стараются поставить как можно ближе друг к другу, идеально на один и тот же сегмент сети, однако кроме местоположения сервера нет дру­гих способов контролировать задержки.

А ведь существует ряд приложений (видео являет­ся блестящей иллюстрацией тому), для которых до­пуски на задержку ограничиваются очень жесткими рамками и, что еще хуже, многие из них требуют со­единения типа peer-to-peer, на пути которого могут находиться несколько маршрутизаторов. Каждый маршрутизатор вносит свою (как правило, непред­сказуемую) задержку, современные сети плохо при­способлены для выполнения приложений мультиме­диа, в то время как вполне сносно могут работать с традиционными приложениями.

Для решения новых задач и дальнейшего роста се­тей требуются новые строительные блоки. И как бу­дет показано далее, именно коммутация является ключевым фактором для обеспечения масштабируемости сети и требуемого качества обслуживания (Quality of Service).

Коммутируемая Ethernet.

Просто заменив концентратор Ethernet на устройство, называемое коммутатором Ethernet, вы получите выделенный канал с пропускной способностью 10 Мбит/с на каждом порту коммутатора, сохранив при этом уже имеющиеся адаптеры ЛВС и разводку кабелей. Можно также приобрести коммутаторы со скоростными портами, которые будут обслуживать связи с сервером.

Первой концепцию коммутируемой Ethernet-òåõíîëî­ãèè внедрила фирма Kalpana. За ней последовали другие фирмы, в частности Alantec и Artel. Эта технология предусматривает разбиение большой сети на меньшие сегменты с соответственно меньшим числом пользователей в каждом сегменте, Каждый коммутационный порт отвечает за фильтрацию трафика, передаваемого в подключенный к нему сегмент. Если узел в одном сегменте передает сообщение узлу в другом сегменте, то порт пересылает сообщение в коммутационную систему и далее в соответствующий порт назначения. Коммутатор обеспечивает одновременные соединения между сегментами со скоростью 10 Мбит/с.

В концепции фирмы Kalpana для передачи пакетов используется не буферизо­ванная коммутация, а метод, известный как сквозная коммутация (cut-through). Порт коммутатора передает пакет в порт назначения сразу по прочтении адреса пункта назначения. Такой метод позволяет сократить до минимума время ожидания при передаче между портами. К недостаткам этого метода можно отнести конфликты пакетов и возможность прибытия в сегмент-адресат дефектных пакетов.

В большинстве других коммутаторов используется буферизованная коммутация. Этот метод предполагает наличие буфера. Пакет принимается в эту память, и его конечный порт назначения определяется микропроцессором и встроенными про­граммами по таблице адресов.

Характеристики

Список файлов реферата