Реферат: 6. об'єднання локальних мереж
6. Об'єднання локальних мереж.
________________________________________________________________________________
6.ОБ'ЄДНАННЯ ЛОКАЛЬНИХ МЕРЕЖ. 6.1.Міжмережева взаємодія
Існують чотири типи ретрансляторів:
повторювач (repeater) - копіює індивідуальні біти між кабельними сегментами;
міст (bridge) - зберігає (буферизує) і передає рамки між локальними мережами;
шлюз (gateway) - зберігає (буферизує) і передає пакети між відмінними мережами;
конвертер (перетворювач) протоколів (protocol converter) - забезпечує інтерфейс до вищих рівнів.
Ethernet спроектований з можливістю максимально простого розширення, щоб задовільнити мережеві потреби на даній території. Щоб допомогти розширенню системи Ethernet, виготівники мережевого обладнання впровадили пристрої, які забезпечують багато портів Ethernet. Ці пристрої відомі як габи, відколи вони забезпечують центральну частину, або габ системи середовища.
Існує два основні види габів: габи-повторювачі та габи-комутатори. Довільний порт габа-повторювача сполучає разом окремі сегменти середовища Ethernet для створення більшої мережі, яка оперує як проста мережа Ethernet. Повна система сегментів та повторювачів в мережі Ethernet повинна відповідати специфікаціям часу обігу петлі. Другий вид габів, які здійснюють комутацію пакетів, типово базуються на мостових портах.
Мережа Ethernet може з часом стати занадто великою, внаслідок чого стає неможливим додати нові вузли без порушення вимог стандарту Ethernet. В таких випадках необхідно розділити мережу на дві або більше частин, застосовуючи мости (bridges) або раутери (routers). Кожна з отриманих менших мереж Ethernet може бути розширена шляхом використання повторювачів і сегментів кабельної системи, бо специфікація 802.3 тоді застосовується до кожної нової мережі зокрема, а не до них разом.
Мости і раутери дозволяють станціям цих нових мереж взаємодіяти між собою з використанням техніки, відомої під назвою “збережи-і-передай” (store-and-forward). В пристроях, які використовують цю техніку, рамки, які поступають з мережі, зберігаються (буферизуються) у пам’яті. Коли міст або раутер встановлюють, що мережа доступна, вони висилають рамку. У кожній з двох нових мереж Ethernet міст або раутер схожі на будь-яку іншу станцію, бо вони дотримуються тих самих правид доступу до середовища. Відзначимо, що основна різниця між мостом або раутером і повторювачем полягає в тому, що повторювач не буферизує рамку, а просто сприймає сигнали з мережі на певному порті та висилає цей сигнал до всіх інших портів.
Мости і раутери можуть зменшити навантаження мережі, якщо вони розумно використовуються. Мости переглядають весь трафік мережі, “навчаючись” при цьому, де розташовані окремі станції. Якщо міст виявляє рамку з одного сегмента мережі, призначений до станції в іншому сегменті, він висилає цю рамку тільки до сегмента, в якому знаходиться станція-призначення, в іншому випадку він не пересилає (фільтрує) цю рамку. Тим самим сегменти захищені від рамок, не призначених станціям, розташованим у них, і загальне навантаження сегментів зменшується. Мости незалежні від протоколів, тому вони можуть буферизувати і пересилати рамки для довільних мережевих протоколів без огляду на інформацію, яку містять ці рамки.
Мости читають вхідну рамку, перш ніж порівняти її адресу призначення з своїми таблицями адрес; це робиться так, що короткі чи нестандартні рамки, рамки з неправильною контрольною сумою або пакети з ознаками колізії автоматично фільтрувалися з мережі. Очевидно, що ці дії можуть вносити певну затримку в часі між моментом, коли міст завершує читання рамки, і моментом, коли він висилає рамку далі. Враховуючи вигоду від фільтрації пошкоджених рамок, більшість користувачів мостів погоджуються із цією невеликою затримкою, неоюхідною для повної перевірки рамки.
Новий клас мостових пристроїв, які називають комутаторами Ethernet (Ethernet Switches), пропонує користувачам додаткові можливості (опції). Комутатори Ethernet читають з метою фільтрації тільки ту частину рамки, яка визначає її адреси джерела та призначення, і тоді висилають рамку за адресою призначення. Цей процес пришвидшує проходження рамок через комутатор, але не дозволяє фільтрувати нестандартні або пошкоджені пакети, якщо пошкодження не виявляється в декількох перших байтах. Переваги в швидкості цих пристроїв обтяжуються потребою знову здійснювати фільтрацію.
Раутери працюють в інший спосіб, ніж мости, враховуючи те, що раутери є залежні від протоколів. Раутери знають спосіб дії протоколів, які вони підтримують; це знання дозволяє раутерам здійснювати складні процедури передавання пакетів і здійснювати значне зменшення мережевого трафіку шляхом фільтрації зовнішніх пакетів. Ціною за це інтелектуальні здібності при передаванні звичайно є потреба додаткового конфігурування і вартість самого пристрою.
Окремі раутери пропонують послуги мостів додатково до своїх первинних можливостей; такі раутери називають біраутерами (Brouters). Біраутери мають стандартні, незалежні від протоколів, можливості мостів додатково до функцій маршрутизації (раутінгу), які залежні від особливостей конкретного протоколу.
^ 6.1.1.Мости (Bridges)
Функцією моста є об’єднання окремих локальних мереж на Канальному рівні (підрівень MAC). Мости можуть з’єднувати різні типи мереж (такі як Ethernet і Fast Ethernet) або мережі однакового типу. Оскільки мости працюють на Рівні 2, вони мають доступ до фізичних адрес станцій в сегментах мереж, під’єднаний до моста. Після встановлення фізичних адрес станції-джерела і станції-призначення, які беруть участь в обміні інформацією, мости можуть здійснювати доступ до сегментів на основі фізичних адрес. Це дозволяє пропускати через мости тільки необхідний трафік. Якщо рамка, прийнята мостом, адресована до станції в тому ж сегменті, то вона не передається до інших сегментів (фільтрується); якщо ж станція-джерело і станція-призначення розташовані в різних сегментах, то міст висилає рамку до належного сегменту. Крім того, мости запобігають передаванню всіх помилкових або погано вирівняних пакетів.
Мости називають пристроями типу “зберігай-і-передай” (“store-and-forward”), бо вони буферизують і переглядають всі рамки перед прийняттям рішення про їх фільтрацію або подальше передавання. Фільтрація пакетів і їх регенерація при передаванні робить мостову технологію придатною для розділення мережі на окремі області колізій. Слід відзначити, що мости не фільтрують широкомовні рамки.
Більшість мостів є мостами, що навчаються (learning bridges), значення яких визначають Ethernet-адресу користувача в сегменті для побудови таблиці, як пакети мають проходити через мережу. Ця здатність самонавчання адрес суттєво збільшує здатність до створення замкнених циклів (петель) в мережах, які мають багато мостів. Тому що будь-який пристрій дізнається про конфігурацію мережі, петлі представляють конфліктну інформацію про те, в якому сегменті з конкретною адресою локалізований пристрій, який повинен передавати весь трафік. Алгоритм остовного дерева, інакше - алгоритм дерева покриття (Spanning Tree Algorithm - STA) є стандартом програмного забезпечення (знаходиться в специфікації IEEE 802.3) для опису комутаторів і мостів, що можуть комунікуватися через мережеві петлі. Алгоритм остовного дерева описує, яким чином мости повинні комунікуватися між собою, щоб уникнути утворення логічних мережевих петель. Щляхом пересилання спеціальних рамок, які називають BPDU, мости підтримують остовне дерево, встановлюючи прості шляхи між тими мостами, де можуть існувати петлі або кратні шляхи. В окремих випадках мости можуть бути повністю виключені з ужитку, якщо вони створюють петлі або коли жоден із шляхів не може бути використаний. Якщо один із мостів вилучається, то здійснюється реконфігурація всіх інших мостів у мережі і створюються нові шляхи.
Насамперед проектуються для сполучення сегментів мереж Ethernet. На сьогодні більшість мостів підтримує фільтрацію та проміжну передачу даних, також і алгоритм остовного дерева (Spanning Tree). Стандартом для мостів Ethernet є IEEE 802.1D.
Мости здійснюють механізм сполучення двох або більшої кількості окремих сегментів локальної мережі на рівні даних. Сьогодні є різні підстави для застосування мостів:
В багатьох організаціях різні підрозділи всюди збільшують окремі локальні мережі без будь-якої думки про їх погодженість або сумісність. В багатьох випадках застосовуються різні типи локальних мереж. Для використання нових мережевих послуг виникають наміри з’єднати ці мережі між собою. Однак багато робочих станцій мережі були спроектовані в припущенні, що вони будуть взаємодіяти в одній локальній мережі з одним мережевим протоколом. Тому бажано допускати з’єднання локальних мереж без потреби безпосередньої взаємодії індивідуальних станцій. Пристрої, які забезпечують таку можливість - це мости.
Іншою головною підставою для використання мостів є полегшення використання ширини смуги між локальними мережами, коли вони надто великі, шляхом їх розділення на багато малих мереж. Це можна здійснити, застосовуючи мости.
У свій час з’явилися два стандарти для мостових з’єднань: IEEE 802.3 LAN (^ Прозоре Мостове З’єднання - Transparent Bridging) і IEEE 802.4 LAN (Маршрутування Джерел - Source Routing). Крім цих двох стандартизованих технік різні власні техніки мостових з’єднань застосовують різні виробники, такі як 3Com, Cisco I Bay Networks. Ці пристрої, які називають мережевими комутаторами (LAN Switches), сьогодні представляють дуже велику область мережевих технологій.
^ 6.1.1.1.Обговорення прозорих мостів
Прозорі мости (інакше - мости остовного дерева - Spannings Tree bridges) визначені стандартом IEEE 802.1d. Головна мета - забезпечення повної прозорості мережі для робочої станції, так що остання не потребує нічого знати про мостові з’єднання, після встановлення мостів не потрібні жодні зміни в робочих станціях. В своїй найпростішій формі прозорий міст, під’єднаний до двох або більше мереж, прослуховує всі пакети у випадковому порядку і тоді передає кожен пакет до всіх інших мереж.
Процедура маршрутування рамок, які прибувають до моста, залежить від підмережі-джерела і підмережі-призначення таким чином:
якщо підмережі джерела та призначення співпадають, рамка фільтрується;
якщо підмережі джерела та призначення різні, рамка передається до підмережі-призначення;
якщо підмережа-призначення невідома, рамка передається до всіх підмереж.
Після інсталювання міст вивчає мережу і маршрути. Пакети рівня MAC висилаються до інших мережевих сегментів. В кожний момент часу міст представлений рамкою і мережева адреса зберігається. Міст будує таблицю ідентифікації сегментів, в яких локалізовані пристрої, що висилають пакети. Ця таблиця використовується для визначення, з якого сегменту походить рамка, котра повинна бути передана до іншого сегменту. Розмір таблиці важливий, особливо коли мережа має велику кількість робочих станцій або серверів.
Вдосконаленням цієї ідеї є впровадження потяття мостів, що навчаються. Розглянемо таку схему:
Тут показаний окремий міст, під’єднаний до двох підмереж. Початково міст нічого не знає про будь-які станції в підмережі. Нехай тепер станція A передає рамку, призначену станції D. Міст відзначає, що рамка прибула від підмережі 1, розглядає адресу джерела в загаловку рамки і зберігає в пам’яті факт, що станція A належить до підмережі 1. У цей час міст ще не знає, в якій підмережі розтащована станція D, тому він пересилає рамку до всіх інших підмереж, у тому числі також до підмережі 2.
Тепер приймемо, що станція D передає рамку, призначену станції A. Міст відзначає у пам’яті, що рамка прибула з підмережі 2 з адресою джерела - станції D, отже, станція D розташована у підмережі 2. У цей час міст вже навчений, що станція A розташована в підмережі 1, тому він висилає пакет безпосередньо до цієї підмережі.
Далі, нехай станція B передає пакет, адресований до станції A. У цей час міст, який раніше не бачив B, запам’ятовує її як розміщену в підмережі 1. Однак міст вже знає, що станція A розміщена в підмережі 1, так що A може бачити цей пакет, тому міст не висилає пакет до інших підмереж. Це називають фільтрацією пакетів.
Концепція моста, що навчається, є дуже потужна. Як можна бачити з наведеного прикладу, такий міст може бути використаний до ізоляції трафіку, так що пакети, не потрібні в окремих підмережах, відфільтровуються. Це значно покращує використання ширини смуги в кожній локальній підмережі.
З наведеного прикладу видно, що операції моста повністю прозорі для окремих робочих станцій, оскільки ці станції не потребують отримувати або передавати жодної особливої інформації для функціонування моста.
Можливою проблемою для мостів, що навчаються, є поява замкнених контурів (петель) в топології мережі. Вирішення цієї проблеми з прозорими мостами полягає в тому, щоб дозволити мостам у мережу автоматично кофігурувати самих себе до топології остовного дерева. Цей алгоритм працює на тій підставі, що кожний міст в мережі може комунікуватися з іншими мостами з використанням спеціальних конфігураційних повідомлень (BPDU). Це дозволяє мостам вибирати “кореневий” міст серед всіх мостів і обчислювати найкоротшу відстань від себе до цього кореневого моста. Так призначений міст вибирається для кожної підмережі. Робота призначеного моста полягає у спрямуванні рамків від даної підмережі до кореневого моста. До дерева найкоротших відстаней включається тільки вибраний порт, всі інші порти можуть бути заблоковані, щоб запобігти утворенню петель в топології.
^ 6.1.1.2.Мости маршрутування джерел
Мости маршрутування джерел були прийняті комітетом IEEE 802.5 після після розділу з початковим комітетом IEEE 802.1, який визначив прозорі мостові з’єднання як стандарт. Цей метод підтримала фірма IBM як переважно придатний до локальних мереж Token Ring (802.5).
Головна ідея маршрутизації джерел полягає в тому, що заголовок рамки містить маршрут, за яким переміщається рамка. Для здійсненя цієї можливості станція-джерело висилає спеціальні пповідомлення, названі ARE - All Route Message, які реплікуються через цілу мережу. Ці повідомлення дозволяють побудувати історію маршруту в їхніх заголовках рамок. Коли повідомлення ARE досягає станції-призначення, вона висилає відповідь за адресою джерела, яка містить маршрут. Станція-джерело використовує цей маршрут для всіх подальших комунікацій із станцією призначення.
В залежності від того, чи станція призначення належить чи не належить до тієї ж мережі (звичайно, Token Ring), станція-джерело потребує або не потребує включати цей маршрут у заголовок рамки. У заголовку рамки є біт, який досволяє проміжним станціям встановити, чи маршрут є в заголовку рамки. Маршрут є послідовністю номерів локальних мереж і номерів мостів. Ці номери можуть бути також встановлені вручну.
^ 6.1.1.3.Переваги і недоліки мостів
Переваги:
збільшують кількість робочих станцій або сегментів, які можна об’єднати, тобто дозволяють збільшити розмір мережі;
дозволяють взаємне сполучення різних сегментів, у яких застосовані різні протоколи рівня MAC;
оскільки мости працюють на рівні MAC, то вони прозорі для протоколів вищих рівнів;
фільтрують рамки, не адресовані до конкретного сегменту, або рамки з помилками, що зменшує трафік в окремих сегментах мережі;
шляхом поділу локальної мережі на менші сегменти збільшують її надійність і роблять мережу простішою для управління;
підвищують стійкість мережі до відмов шляхом ізоляції несправного сегменту і реконфігурації шляху при неспроможності попереднього;
якщо використовується алгоритм остовного дерева, то можливе використання надлишкових шляхів (петель);
часто мають можливість використання протоколу управління мережею SNMP (із стека протоколів TCP/IP) з віддаленим доступом і конфігуруванням.
Недоліки:
мости можуть бути перевантажені протягом періодів високого трафіку;
буферизація рамок спричиняє затримки в мережі;
мости, які об’єднують різні протоколи MAC, вимагають модифікації рамок перед їх передачею до іншого сегмента; це викликає додаткові затримки;
не можуть розділяти рамки на менші частини і відновлювати їх на приймальному кінці;
не завжди вибирається найкоротший шлях при застосуванні алгоритму остовного дерева;
не використовуються надлишкові шляхи до інших сегментів (могли б бути використані, коли основний шлях перевантажений);
неефективні в складних мережах.
^ 6.1.2.Комутатори Езернет (Ethernet Switches)
Комутатори Езернет з’явилися як розширення концепції мостів Езернет: якщо має сенс сполучення двох мареж через міст, то чому не опрацювати пристрій, який зможе з’єднати разом чотири, шість, десять чи більше мереж? Це власне те, що робить комутатор LAN. Комутатори LAN наявні в двох основних архітектурах: cut-trough і store-and-forward. Комутатори cut-trough мали в минулому первагу в швидкості, оскільки, коли пакет приходить в комутатор, останній тільки перевіряє адресу призначення перед передаванням пакету за призначенням. Комутатор store-and-forward, з другого боку, сприймає і аналізує вхідний пакет перед передаванням його за призначенням. Він витрачає багато часу на перевірку вхідного пакету, але це дозволяє комутатору виловити певні помилки і відкинути помилковий пакет, замість того, щоб передавати його через мережу. Сьогодні комутатори store-and-forward наздоганяють за швидкістю комутатори cut-trough, так що з цієї точки зору різниці між ними мінімальні. Отже, наявна велика кількість гібридних комутаторів, які суміщають архітектури cut-trough і store-and-forward.
Обидва типи комутаторів ділять мережу на області колізій, дозволяючи розширити правила проектування мережі. Кожний сегмент, під’єднаний до комутатора Ethernet, має повних 10 Мб/с, які спільно використовуються багатьма користувачами, що в результаті дає вищу продуктивність (на відміну від габів, які тільки дозволяють спільне використання ширини смуги для окремого Ethernet).
Новітні комутатори сьогодні пропонують високошвидкісні сполучення, включно з FDDI, Fast Ethernet або ATM, які можуть бути використані для з’єднання комутаторів між собою або для надання додаткової смуги важливим серверам, що зачно покращує трафік. Мережа, скомпонована з певної кількості комутаторів, пов’язаних між собою через uplink, називається мережею з колапсованою магістраллю.
Комутатори Ethernet покращують характеристики мереж шляхом зменшення сумарного зовнішнього трафіку від окремих сегментів мережі, під’єднаних до комутатора. Комутатор також фільтрує пакети подібно до раутера.
Коли поступає пакет, то його заголовок перевіряється для визначення, до якого сегменту він призначений, і тоді передається далі до того сегменту. Якщо пакет призначений до того ж сегменту, звідки висланий, то пакет не передається до інших сегментів. Це запобігає поширенню пакетів у непотрібні сегменти, тим самим обмежуючи трафік.
Вузли, які найчастіше комунікуються між собою, повинні розміщатися в одному сегменті. Комутатори працюють на рівні MAC.
Cut-Through Switches:
читаються тільки декілька перших байтів пакету, щоб визначити адреси джерела і призначення;
пакети переходять до сегменту призначення без перевірки решти ракету на наявність помилки;
неправильні пакети все ще пересилаються до інших сегментів;
вноситься незначна затримка при передачі пакетів.
Cut-through комутатори мають архітектуру поперечки тобто планки (cross-bar) або комірка-шина (cell-backplane).
Cross-bar Switches:
читають адресу призначення і негайно передають пакет далі;
діють як простий повторювач, коли шлях один раз встановлений;
можуть вносити затримку, пропорційну до довжини пакету, якщо порт призначення зайнятий, бо потрібна буферизація пакету.
Cell-backplane Switches:
ділять рамку на малі комірки фіксованої довжини;
кожна комірка позначається спеціальним заголовком, який містить адресу порта призначення;
комірки буферизуються біля порта призначення;
комірки реасемблюються і передаються;
швидкість передачі даних при backplane є значно більша, ніж швидкість агрегованих даних на порті;
в дуже перевантажених мережах комутація cell-backplane пропонує кращі характеристики, ніж комутація cross-bar.
Store-Forward Switches:
перевіряють вхідний пакет;
кожний вхідний пакет буферизується і тоді перевіряється;
фільтри комутатора відкидають кожен виявлений пошкоджений пакет;
пакети без помилок передаються далі до правильного сегменту;
виявляють більше помилок, ніж комутатори cut-through;
накладають малу затримку на передачу пакету.
^ 6.1.2.1.Переваги комутаторів перед мостами
економно сегментують мережу на малі області колізій, забезпечуючи вищий відсоток ширини смуги для кожної кінцевої станції;
прозорість щодо протоколів дозволяє встановлювати комутатори в мережах, які застосовують різні протоколи без переконфігурування або з незначним переконфігуруванням програмного забезпечення;
комутатори використовують чинне окабелювання, повторювачі або габи, мережеві адаптери кінцевих станцій без коштовної заміни обладнання;
повна прозорість до рівня кінцевих станцій дає можливість робити невелику адміністративну надбудову, спрощує поповнення, переміщення і зміни.
^ 6.1.3.Раутери (маршрутизатори)
Раутери з’єднують мережі в об’єднання мереж, у якому кожна мережа зберігає свою логічну ідентичність як окрема мережа.
Раутери отримують доступ до інформації від усіх трьох нижніх рівнів еталонної моделі OSI (Фізичного, Канального і Мережевого рівнів). Інформація Рівня 3 включає логічну мережеву адресу, призначену адміністратором мережі. Фізичні адреси призначені виготівником обладнання і безпосередньо пов’язані з окремими частинами обладнання. Логічні адреси призначаються мережевим адміністратором так, щоб поєднати групу пристроїв з деякими характеристиками характеристиками, які мають щось спільне (наприклад, підрозділ, частина будинку тощо). Ці адреси забезпечують гнучкість, якої не мають фізичні адреси, тому що вони можуть бути ієрархічно згруповані і значно простіше змінені.
Раутери пересилають інформацію через об’єднання мереж, використовуючи частіше логічну, аніж фізичну адресну інформацію. Логічні підрозділи мережі (підмережі) можуть мати або не мати прямого відображення на окремі фізичні сегменти.
Раутери також використовують один або більше особливих алгоритмів раутінгу (маршрутизації) для обчислення найкращого шляху череж об’єднання мереж. Ці шляхи можуть обчислюватися в реальному часі (динамічно), так що можуть постійно підстроюватися до змін в мережі.
Раутери працюють у спосіб, простіший від комутаторів і мостів, в яких фільтрується мережевий трафік. Краще робити так, щоб адреси пакетів вони фільтрували за допомогою особливого протоколу.
Раутери з’явилися внаслідок потреби логічного поділу мережі замість фізичного поділу. IP-раутер може ділити мережу на окремі підмережі, так що через мережу може передаватися тільки трафік, призначений для окремої IP-адреси. Витрати на цей тип інтелектуальної передачі і фільтрації звичайно враховується в термінах швидкості мережі. Таке фільтрування потребує більше часу, ніж це потрібне у комутаторах чи мостах, які переглядають тільки Ethernet-адреси.
Раутер - це пристрій загального призначення, спроектований для здійснення таких першочергових функцій:
Сегментація мережі на індивідуальні широкомовні області.
Підтримка передавання інтелектуальних пвкетів.
Забезпечення ефективного в коштах доступу до глобальної мережі.
Підтримка надлишкових шляхів у мережі.
На відміну від комутаторів, які спеціально проектуються для збільшення проускної спроможності, раутери проектуються для здійснення заходів безпеки, страхування і управління мережею.
Одною з первинних функцій раутера є забезпечення ізоляції трафіку, що допомагає при вирішення питань діагностики проблем у мережі. Оскільки довільний порт раутера віднесений до окремої підмережі, то широкомовний трафік не передається через раутер. Визначення границь мережі спрощує адміністратору мережі здійснення надлишковості та ізоляції проблем, які є наслідком “повені всеадресних рамок”, помилок конфігурування, балаканини вузлів та відмов обладнання. Раутер обмежує проблеми такого роду до підмережі, в якій вони виникли, запобігаючи їх поширенню через сполучені мережі.
OSI і має доступ до більшої інформації, ніж комутатор, то то він має можливість обчислення більш ефективного шляху через мережу, базованого на таких метриках, як затримка, пропускна здатність, надійність і доступність. Додатково раутери можуть застосовувати інші методи, такі як “поліс” на управління потоком трафіку чи обмеження поширення інформації про раутінг. Ці можливості більш ефективні, якщо використовується WAN, або коли введено застосування багатьох технологій LAN.
Раутери є міжмережевими пристроями, які можуть забезпечити економний доступ до WAN (див. рисунок). Якщо порівняти з оточенням LAN, то ширина смуги WAN є обмежена і дорога. Раутери пропонують доступ до широкого набору технологій WAN, так що адміністратор мережі може вибрати найбільш придатне вирішення. Оскільки раутери не передають всеадресного трафіку, то це допомагає управляти навантаженням трафіку на малі канали WAN. Техніка, базована на раутерах, допускає компресію даних, пріорітизацію трафіку, packet spoofing, що сприяє ефективному використанню ширини смуги WAN.
Переваги раутерів:
висилають пакети вздовж найшвидшого маршруту, найдешевшого маршруту або вздовж маршруту з найменшою кількістю стрибків;
мають здатність розділення пакетів протоколів вищих рівнів на менші частини і їх відновлення;
можуть управляти петлами при надлишковостях в фізичній топології мережі.
Недоліки раутерів:
залежність від протоколів вищих рівнів;
неспроможність до маршрутування пакетів окремих протоколів вищих рівнів;
повільність у порівнянні з мостами.
Висновки про властивості раутерів:
використовують динамічне маршрутування;
оперують на рівні протоколу IP;
дозволяють віддалене адміністрування і конфігурування через SNMP;
підтримують складні мережі;
великий обсяг фільтрування утруднений, низькі характеристики;
підтримують безпеку;
сегментують мережу на логічному рівні;
ізолюють від “повені всеадресних повідомень”;
часто здійснюють також мостові функції;
використовують дуже складні протоколи маршрутування (RIP, IGRP, OSPF).
^ 6.1.4.Біраутери (Brouters)
Це пристрої, які працюють як мости з певними протоколами і як раутери з іншими протоколами. Вони поєднують переваги мостів і раутерів.
Біраутери можуть підтримувати більшість поширених протоколів та їхніх алгоритмів раутінгу, доки .... опція для пакетів, які представляють протоколи, що не підтримуються. Іншими словами, біраутер може спочатку перевірити пакет, поглянувши, чи підтримується алгоритм раутінгу для такого пакету. Якщо ні, то замість відкидання цього пакету здійснюються операції моста на підставі інформації Рівня 2.
Прийняття рішень:
Мости:
Швидкість фільтрації - придатний до модернізації для раутера або біраутера.
Швидкість передавання - число станцій, які підтримуються.
Розмір рамки - розмір таблиці для передавання.
Управління (SNMP) - швидкість сполучення.
MTBF - Тип сполучення.
Раутери та біраутери:
Швидкість фільтрації - протоколи, які маршрутизуються або обробляються мостом.
Швидкість передавання - впорядкування і збалансування навантаження.
Розмір рамки - виявлення і корекція помилок.
Управління (SNMP) - швидкість сполучення.
MTBF - Кількість сполучень.
^ 6.2.Сегментація мережі з комутаторами або раутерами
Імовірно, що областю найбільших непорозумінь щодо комутаторів і раутерів є їх придатність до сегментації мережі. Оскільки комутатори і раутери працюють на різних рівнях моделі OSI (Рівень 2 і Рівень 3 відповідно), кожен із цих пристроїв здійснює інший тип сегментації, який можна вибрати з урахуванням конкретних потреб. Комутатор - це спеціалізований пристрій, призначений для сегментації локальних мереж з окремою метою - забезпечення додаткової ширини смуги. Раутер - спеціалізований пристрій, мета використання якого в LAN полягає в сегментації мережі для обмеження всеадресного трафіку і забезпечення безпеки, управління і надлишковості між окремими широкомовними областями.
^ 6.2.1.Локальні мережі, сегментовані комутаторами
Рис. .Сегментація великої області колізій з використанням комутатора.
Приймемо при обговоренні цієї проблеми, що локальна мережа означена як область з повторними колізіями і комутатор призначений для розділення області колізій локальної мережі на окремі менші області колзій. Це може привести до покращення характеристик мережі, бо сегментація мережі на Рівні 2 зменшує кількість станцій, які змагаються за доступ до середовища. Для прикладу на рис.___ показано, як комутатор ділить велику область колізій на декілька менших областей. Після поділу кожна область колізій використовує окрему ширину смуги 10 Мб/с, тоді як перед поділом всі станції великої області колізій спільно використовували таку ж смугу. Це еквівалентне використанню агрегованої смуги 60 Мб/с для всіх станцій в початковій області колізій.
Важливо відзначити, що окрема область колізій, утворена комутатором, все ще є частиною тієї самої області широкомовлення. Це означає, що широкомовний трафік, створений в одній із областей колізій, передається до всіх інших областей колізій, забезпечуючи можливість взаємних комунікацій між усіма кінцевими станціями в мережі.
^ 6.2.2.Підмережі, сегментовані раутерами
Підмережа є широкомовною областю, утвореною індивідуальними областями колізій, сполученими мостами або комутаторами. Раутер є спроектований для взаємного з’єднання і визначення границь широкомовних областей.
На рисунку показана велика широкомовна область, сегментована комутаторами на малі області колізій. У цьому комутованому оточенні всеадресний трафік, утворений в одній області колізій, передається у всі інші області колізій.
Наступний рисунок ілюструє таку саму мережу після того, коли вона сегментована раутером на дві різні широкомовні області. В маршрутизованому оточенні всеадресний трафік, генерований всередині деякої широкомовної області, не протікає через раутер всередину іншої широкомовної області. В результаті загальний трафік через з’єднання мереж скорочується.
Область широкомовності, з’єднана комутаторами
6.2.3.
Широкомовна область мережі, сегментована раутером.
Вибір комутаторів або раутерів для сегментації
Після вияснення різниці між тим, як комутатори і раутери сегментують мережу, можна вирішити питання, чому раутери, які оперують на рівні 3, можуть виконувати функції комутаторів на рівні 2. Сегментація на рівні 3 не тільки створює окрему область щирокомовлення, але і утворює окремі області колізій на будь-якому інтерфейсі між раутерами. Це означає, що будь-який комутатор чи раутер може бути застосований до сегментації локальної мережі і забезпечувати додаткову ширину смуги.
Оскільки будь-який комутатор або раутер виконує це завдання, то яким є найкращий вибір для проектування сьогоднішніх мереж? Якщо застосування вимагає підтримки надлишкових шляхів, передавання інтелектуальних пакетів або доступу до глобальних мереж, то слід вибирати раутер. якщо ж застосування потребують тільки розширення смуги для ліквідації вузьких місць трафіку, то застосування комутаторів є кращим вибором,. оскільки комутатори є спеціалізованими пристроями, які здійснюють швидкісну передачу пакетів з нижчим коштом порта, ніж раутери. Lля даного рівня характеристик вартість є головним визначником при прийнятті рішень про встановлення комутатора чи раутера в оточенні робочої групи. Проектант мережі мусить визначити, які з характеристик - надлишковість, безпека чи обмеження широкомовного трафіку оправдовують додаткові витрати і ускладнення при застосування раутера в оточенні робочої групи.
^ 6.3.Масштабування продуктивності робочої групи: сегментований спільний Ethernet, комутований Ethernet і спільний Fast Ethernet 6.3.1.1.Загальні відомості.
Із швидким зростанням потужності процесорів робочих станцій та серверів, розвитком застосувань із значними потребами в ширині смуги та вибуховим зростанням локальних мереж багато менеджерів зустрічаються з терміновою потребою рошширення смуги та збільшення продуктивності робочих груп. Потреба у більшій ширині смуги є спільною темою, як тільки робоча група стає великою і зростає локальна мережа із сотнями користувачів, які використовують електронну пошту та офісні застосування, або коли локальна мережа середніх розмірів потребує смугу для відеоконференцій, навчальних застосувань та доступу до WWW, або коли мала робоча група потужних користувачів використовує САПР та графічні застосування, або коли певна кількість віддалених офісів спільно використовують дані з одного або декількох центрів.
Існують три можливості для масштабування продуктивності в мережах Ethernet: сегментований спільний Ethernet, комутований Ethernet для робочих станцій і спільний Fast Ethernet. Зустрічаючись із поширеною інформацією про ці техноогії, багато менеджерів мереж цікавляться, яка з них найкраща для їх мережі. Фактично, нема сенсу надавати перевагу одній із них. Все це технології для робочих груп, які взаємно доповнюються, і багато рішень можуть включати поєднання цих технологій. Слід здійснити вибір так, щоб отримати максимальну користь при мінімумі зайвих витрат.
^ 6.3.1.2.Зміна потреб робочої групи
Протягом останніх десяти років мережі Ethernet, як правило, використовували технологію спільного Ethernet із швидкістю 10 Мб/с і ця інфраструктура дуже добре обслуговувалася більшістю виробників. Коли виникла проблема перевантаженості мереж, центром для ліквідації вузьких місць у продуктивності стала магістраль. Однак успіхи в характеристиках і складності персональних комп’ютерів, серверів та застосувань вимагають від менеджерів мереж масштабування продуктивності їх мереж на всіх шляхах до робочих станцій. З появою високопродуктивних мікропроцесорів, таких як Pentium або PowerPC, прогресом методів зберігання інформації на дисках і швидким зменшенням коштів обробки інформації відкрився шлях для потужних застосувань локальних мереж, базованих на ПК, які раніше буль доступні лише для майнфреймів. Ці нові застосування і технології включають з мультимедіа, роботу в групах , обробку зображень, бази даних клієнт-сервер, intranet та інструменти Web.
Зміни в розташуванні серверів відносно робочих груп також впливають на потреби робочих груп у ширині смуги. За минулі роки спостерігався тренд до централізованого розташування серверів, що спрощує обслуговування серверів та підвищує безпеку мережі. багато організацій додали високопродуктивні сервери для об'єднання застосувань, які використовуються багатьма робочими групами. Ці централізовані сервери вимагають більшої ширини смуги для обслуговування потужних користувачів і трафіку для багатьох робочих груп.
До недавна кошт впровадження високошвидкісних розв'язань у робочу станцію був занадто високим, щоб широко застосовуватися, однак ціни комутаторів, мережевих карт і габів значно знизилися. Поєднання високопродуктивних кінцевих систем з малою вартістю та чинних мережевих розв'язань - це шлях для багатьох мережевих менеджерів для визначення стратегії побудови їх робочих груп.
^ 6.3.1.3.Визначення потреби збільшення ширини смуги
Щоб усвідомити потреби робочої групи в ширині смуги, мережевий адміністратор повинен оцінити поточне використання мережі перед тим як планувати майбутнє зростання вимог від застосувань. Ця оцінка передбачає отримання відповідей на такі запитання:
Чи користувачі скаржаться на незадовільний час отрімання відповіді від мережі?
Яким є усереднений показник використання мережі?
Яким є пл
еще рефераты
Еще работы по разное