Для рабочих станций Token Ring мост 8209 выглядит как мост с маршрутизацией от источника, поскольку Ethernet-станции рассматривают все маркерно-кольцевые станции как станции этого же Ethernet-сегмента. Поскольку при маршрутизации от источника используются избыточные параллельные мостовые соединения, а остовное дерево допускает наличие только одного пути, то мост 8209 создает несколько соединений, однако ^ каждый данный момент времени только один путь может быть активным. Мост 8209 работает в трех режимах: Token Ring - Ethernet версии 2; Token Ring - ЛВС стандарта 802.3; режим с определением типа ЛВС и последующим переключением в режим 1 или режим 2.
Маршрутизаторы
Маршрутизаторы во многом снимают многие проблемы, связанные с использованием мостов, создавая иерархическое объединение сетей. Все сетевое пространство делится на подсети (subnetworks), охватывающие, в свою очередь, сегменты или группы сегментов, построенных на основе мостов. Маршрутизаторы передают трафик между подсетями, обеспечивают трансляцию форматов пакетов, фильтрацию пакетов и усиливают защиту подсетей. Маршрутизаторы передают пакеты, используя информацию сетевого уровня, а не МАС-адреса. Сетевой адрес имеет два раздела: адрес подсети и адрес конечной станции. Каждому сегменту сети или группе сегментов, объединенных мостами, приписан уникальный адрес подсети, а каждому устройству (компьютеру, маршрутизатору и т.д.) в составе подсети - уникальный адрес устройства.
Основываясь на иерархических адресах, маршрутизаторы обмениваются информацией о топологии сети, так что каждый маршрутизатор может вычислить путь до любой подсети. Причем администраторы сетей могут задавать различные критерии оптимальности при выборе пути маршрутизатором, скажем, минимизировать стоимость или время прохождения пакета.
Благодаря тому, что маршрутизаторы работают на сетевом уровне, они могут выполнять и защитные функции (firewall), предупреждая «широковещание» МАС-адресов за пределы подсети. Кроме того, маршрутизаторы используют сетевую информацию для
- обеспечения безопасности (маршрутизаторы могут работать, выполняя правила типа: «не допускать пакеты сети №3 в сеть №6»);
- 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-функций (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.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
