Структуризация сети. Работа коммутационного оборудования

В сетях большого и среднего размера, невозможно обойтись без логической структуризации сети, так как важной проблемой, не решаемой путем физической структуризации, остается проблема перераспределения передаваемого трафика между различными физическими сегментами сети.

В большой сети возникает неоднородность информационных потоков: сеть состоит из множества подсетей, рабочих групп, отделов, филиалов и других административных образований.

Логическая структуризация сети - это процесс разбиения сети на сегменты с локализованным трафиком (распределение трафика в пределах одного сегмента).

Для логической структуризации сети используются: мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.

Мост(bridge) делит разделяемую среду передачи сети на части (логические сегменты), передавая, информацию из одного сегмента в другой в том случае, если такая передача действительно необходима, то есть если адрес компьютера назначения принадлежит другой подсети. Тем самым мост изолирует трафик одной подсети от трафика другой, повышая общую производительность передачи данных в сети. Локализация трафика не только экономит пропускную способность, но и уменьшает возможность несанкционированного доступа к данным, так как кадры не выходят за пределы своего сегмента и их сложнее перехватить.

На рис.2.1 показана сеть, которая была получена из сети с центральным концентратором путем его замены на мост. Сети 1-го и 2-го отделов состоят из отдельных логических сегментов, а сеть отдела 3- из двух логических сегментов. Каждый логический сегмент построен на базе концентратора и имеет простейшую физическую структуру, образованную отрезками кабеля, связывающими компьютеры с портами концентратора.

Рисунок 2.1 - Логическая структуризация сети с помощью моста

Мосты используют для локализации трафика аппаратные адреса компьютеров. Это затрудняет распознавание принадлежности того или иного компьютера к определенному логическому сегменту. Поэтому мост достаточно упрощенно представляет деление сети на сегменты - он запоминает, через какой порт на него поступил кадр данных от каждого компьютера сети, и в дальнейшем передает кадры, предназначенные для этого компьютера, на этот порт. Точной топологии связей между логическими сегментами мост не знает. Из-за этого применение мостов приводит к значительным ограничениям на конфигурацию связей сети- сегменты должны быть соединены таким образом, чтобы в сети не образовывались замкнутые контуры.

Коммутатор (2 уровня, switch, switching hub) по принципу обработки кадров отличается от моста тем, что он является коммуникационным мультипроцессором, так как каждый его порт оснащен процессором, который обрабатывает кадры по алгоритму моста независимо от процессоров других портов. За счет этого общая производительность коммутатора обычно намного выше производительности традиционного моста, имеющего один процессорный блок. Можно сказать, что коммутаторы - это мосты, которые обрабатывают кадры в параллельном режиме.

Маршрутизатор (router) - тип коммуникационного оборудования, который более надежно и эффективно, чем мост, изолирует трафик отдельных частей сети. Маршрутизаторы образуют логические сегменты посредством явной адресации, поскольку используют не аппаратные, а составные числовые адреса. В этих адресах имеется поле номера сети, так что все компьютеры, у которых значение этого поля одинаково, принадлежат к одному сегменту, называемому подсетью. Помимо локализации трафика маршрутизаторы могут работать в сети с замкнутыми контурами, при этом они осуществляют выбор наиболее рационального маршрута из нескольких возможных. На рисунке 2.2 представлена сеть, в которой между подсетями отделов 1 и 2 проложена дополнительная связь, которая может использоваться как для повышения производительности, так и для повышения ее надежности.

Шлюз (gateway) используется в сети при необходимости объединения сети с разными типами системного и прикладного программного обеспечения. Шлюз также обеспечивает и локализацию трафика.

Рисунок 2.2 - Логическая структуризация сети с помощью маршрутизатора

Для отдельных сегментов и подсетей характерны однородные типовые топологии базовых технологий. Для их объединения всегда используется оборудование, обеспечивающее локализацию трафика - мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.

Выбор оборудования проводится в соответствии с требованиями технического задания и ГОСТов (приложение 2).