Материал: Сетевое оборудование и системное программное обеспечение компьютерных сетей

Мосты используются только для связи локальных сетей с глобальными, то есть как средства удаленного доступа, поскольку в этом случае необходимость в параллельной передаче между несколькими парами портов просто не возникает.

Рис. 9.5 Соединение двух сетей при помощи двух каналов

Мосты (bridges) оперируют данными на высоком уровне и имеют совершенно определенное назначение. Во-первых, они предназначены для соединения сетевых сегментов, имеющих различные физические среды, например для соединения сегмента с оптоволоконным кабелем и сегмента с коаксиальным кабелем. Мосты также могут быть использованы для связи сегментов, имеющих различные протоколы низкого уровня (физического и канального).

Коммутатор

Коммутатор (switch) - устройство, осуществляющее выбор одного из возможных вариантов направления передачи данных.

В коммуникационной сети коммутатор является ретрансляционной системой (система, предназначенная для передачи данных или преобразования протоколов), обладающей свойством прозрачности (т.е. коммутация осуществляется здесь без какой-либо обработки данных). Коммутатор не имеет буферов и не может накапливать данные. Поэтому при использовании коммутатора скорости передачи сигналов в соединяемых каналах передачи данных должны быть одинаковыми. Канальные процессы, реализуемые коммутатором, выполняются специальными интегральными схемами. В отличие от других видов ретрансляционных систем, здесь, как правило, не используется программное обеспечение.

Рис. 9.7 Структура коммутатора

Коммутатор (Switch) может соединять серверы в кластер и служить основой для объединения нескольких рабочих групп. Он направляет пакеты данных между узлами ЛВС.

Каждый коммутируемый сегмент получает доступ к каналу передачи данных без конкуренции и видит только тот трафик, который направляется в его сегмент. Коммутатор должен предоставлять каждому порту возможность соединения с максимальной скоростью без конкуренции со стороны других портов (в отличие от совместно используемого концентратора).

Обычно в коммутаторах имеются один или два высокоскоростных порта, а также хорошие инструментальные средства управления. Коммутатором можно заменить маршрутизатор, дополнить им наращиваемый маршрутизатор или использовать коммутатор в качестве основы для соединения нескольких концентраторов. Коммутатор может служить отличным устройством для направления трафика между концентраторами ЛВС рабочей группы и загруженными файл-серверами.

Коммутатор локальной сети

Коммутатор локальной сети (local-area network switch) - устройство, обеспечивающее взаимодействие сегментов одной либо группы локальных сетей.

Коммутатор локальной сети, как и обычный коммутатор, обеспечивает взаимодействие подключенных к нему локальных сетей (рис.9.8).

Но в дополнение к этому он осуществляет преобразование интерфейсов, если соединяются различные типы сегментов локальной сети.

Чаще всего это сети Ethernet, кольцевые сети IBM, сети с оптоволоконным распределенным интерфейсом данных.

Рис. 9.8 Схема подключения локальных сетей к коммутаторам

В перечень функций, выполняемых коммутатором локальной сети, входят:

-       обеспечение сквозной коммутации;

-       наличие средств маршрутизации;

-       поддержка простого протокола управления сетью;

-       имитация моста либо маршрутизатора;

-       организация виртуальных сетей;

-       скоростная ретрансляция блоков данных.

Маршрутизатор

Маршрутизатор (router) - ретрансляционная система, соединяющая две коммуникационные сети либо их части.

Каждый маршрутизатор реализует протоколы физического (1А, 1B), канального (2А, 2B) и сетевого (3A, 3B) уровней, как показано на рис.9.9. Специальные сетевые процессы соединяют части коммутатора в единое целое. Физический, канальный и сетевой протоколы в разных сетях различны. Поэтому соединение пар коммуникационных сетей осуществляется через маршрутизаторы, которые осуществляют необходимое преобразование указанных протоколов. Сетевые процессы выполняют взаимодействие соединяемых сетей.

Маршрутизатор работает с несколькими каналами, направляя в какой-нибудь из них очередной блок данных. Для этого он по адресу пришедшего блока и таблице маршрутизации определяет имя канала, в который этот блок должен быть передан. Маршрутизаторы обмениваются информацией об изменениях структуры сетей, трафике и их состоянии. Благодаря этому, выбирается оптимальный маршрут следования блока данных в разных сетях от абонентской системы-отправителя к системе-получателю. Маршрутизаторы обеспечивают также соединение административно независимых коммуникационных сетей.

Рис. 9.9 Структура маршрутизатора

Архитектура маршрутизатора также используется при создании узла коммутации пакетов.

Различие между маршрутизаторами и мостами

Маршрутизаторы превосходят мосты своей способностью фильтровать и направлять пакеты данных на сети. Так как маршрутизаторы работают на сетевом уровне, они могут соединять сети, использующие разную сетевую архитектуру, методы доступа к каналам связи и протоколы.

Маршрутизаторы не обладают такой способностью к анализу сообщений как мосты, но зато могут принимать решение о выборе оптимального пути для данных между двумя сетевыми сегментами.

Мосты принимают решение по поводу адресации каждого из поступивших пакетов данных, переправлять его через мост или нет в зависимости от адреса назначения. Маршрутизаторы же выбирают из таблицы маршрутов наилучший для данного пакета.

В поле зрения маршрутизаторов находятся только пакеты, адресованные к ним предыдущими маршрутизаторами, в то время как мосты должны обрабатывать все пакеты сообщений в сегменте сети, к которому они подключены.

Тип топологии или протокола уровня доступа к сети не имеет значения для маршрутизаторов, так как они работают на уровень выше, чем мосты (сетевой уровень модели OSI). Маршрутизаторы часто используются для связи между сегментами с одинаковыми протоколами высокого уровня. Наиболее распространенным транспортным протоколом, который используют маршрутизаторы, является IPX фирмы Novell или TCP фирмы Microsoft.

Необходимо запомнить, что для работы маршрутизаторов требуется один и тот же протокол во всех сегментах, с которыми он связан. При связывании сетей с различными протоколами лучше использовать мосты. Для управления загруженностью трафика сегмента сети также можно использовать мосты.

.7 Администрирование и управление в сетях

При централизованном администрировании большинство ресурсов и функций администрируются с центрального узла. Это подразумевает, что все ключевые серверы и основное оборудование должны находиться в одном месте. Полностью централизованная информационная архитектура обеспечивает наивысшую степень контроля над всеми ресурсами. Недостатком полностью централизованной архитектуры может стать необходимость поддерживать дорогостоящую глобальную сеть. Если необходимо обеспечить поддержку большого числа удаленных пользователей, стоимость поддержания приемлемых характеристик сети может превысить стоимость создания и поддержания распределенной информационной архитектуры. В таких случаях информационные ресурсы будут размещаться на удаленных узлах. По мере роста потребностей в практическом администрировании на удаленных узлах организации начинают переходить на распределенную административную модель. В распределенной административной модели ресурсы физически размещены как на локальном, так и на удаленных узлах. В полностью распределенной административной модели все административные функции на удаленных узлах выполняются персоналом, который с географической точки зрения работает в одном месте. Но даже в тех ситуациях, когда информационные ресурсы хранятся централизованно, все еще можно применить распределенную административную модель. В организации с очень большим информационным центром различные административные роли можно распределить между различными группами.

При совмещении централизованной и распределенной стратегий имеет место смешанная модель. Она позволяет использовать преимущества обеих административных моделей. Распределение администрирования можно произвести централизованно путем назначения разрешений и прав на определенные административные функции отдельным группам или пользователям.

Системные администраторы - сотрудники, в обязанности которых входит не только слежение за сетевой безопасностью организации, но и создание оптимальной работоспособности компьютеров и программного обеспечения для пользователей, часто связанных между собой общей работой на определенный результат.

Обязанности:

·              подготовка и сохранение резервных копий данных, их периодическая проверка и уничтожение;

·              установка и конфигурирование необходимых обновлений для операционной системы и используемых программ;

·              установка и конфигурирование нового аппаратного и программного обеспечения;

·              создание и поддержание в актуальном состоянии пользовательских учётных записей;

·              ответственность за информационную безопасность в компании;

·              устранение неполадок в системе;

·              планирование и проведение работ по расширению сетевой структуры предприятия;

·              документирование всех произведенных действий.

В организациях с большим штатом сотрудников данные обязанности могут делиться между несколькими системными администраторами - например, между администраторами безопасности, учётных записей и резервного копирования.

Существует также такой вид специалистов, как "эникейщики". В их обязанности, как правило, входит поддержка программного обеспечения на уровне опытного пользователя. "Эникейщик" (от англ. any key - "любая клавиша") - востребованный "специалист" во времена появления и распространения персональных компьютеров, поскольку большинство пользователей обладало слабыми познаниями в области английского языка и при виде надписи "press any key to continue…" приходило в замешательство и пыталось отыскать клавишу "any".

Системных администраторов можно разделить на несколько категорий:

·              Администратор веб-сервера - занимается установкой, настройкой и обслуживанием программного обеспечения веб-серверов.

·              Администратор базы данных - специализируется на обслуживании баз данных.

·              Администратор сети - занимается разработкой и обслуживанием сетей.

·              Системный инженер (или системный архитектор) - занимается построением корпоративной информационной инфраструктуры на уровне приложений.

·              Администратор безопасности сети - занимается, соответственно, проблемами информационной безопасности.

·              Системный администратор малой компании (от 5 до 50 рабочих мест) - занимается поддержанием работоспособности небольшого парка компьютерной техники и обслуживанием сети.

·              "Эникейщик"( сленг) - специалист низшей квалификации в иерархии системных администраторов. В его обязанности входит поддержка программного обеспечения на уровне опытного пользователя.

·              Администратор почтовых серверов

·              Администратор голосовой почты

·              Администратор домашних сетей

·              Администраторы серверов 1С

·              Администратор телефонной и сотовой связи

Централизованные ВС - сети, в которых предусмотрен главный узел, через который осуществляются все обмены информацией и который осуществляет управление всеми процессами взаимодействия узлов.

Децентрализованные ВС - сети с относительно равноправными узлами, управление доступом к каналам передачи данных в этих сетях распределено между узлами.

В сетях с централизованным управлением функции управления обменом данными возложены на файл-серверы. Файлы, хранящиеся на сервере, доступны рабочим станциям сети. Одна PC к файлам другой PC доступа не имеет.

Преимуществом централизованных сетей является высокая защищенность сетевых ресурсов от несанкционированного доступа, удобство администрирования сети, возможность создания сетей с большим числом узлов. Основной недостаток состоит в уязвимости системы при нарушении работоспособности файл-сервера (это преодолевается при наличии нескольких серверов или в результате принятия некоторых других мер), а также в предъявлении довольно высоких требований к ресурсам серверов.

В централизованной схеме управления все вычислительные ресурсы, данные и программы их обработки были сконцентрированы в одной ЭВМ. Пользователи имели доступ к ресурсам машины с помощью терминалов. Терминалы подключались к ЭВМ через интерфейсные соединения или удаленные телефонные линии связи (так называемые удаленные терминалы). Основной функцией терминала было отображение информации, представляемой пользователю. К достоинствам этой схемы можно отнести удобство администрирования, модификации программного обеспечения и защиты информации. Недостатком схемы является ее низкая надежность (выход из строя ЭВМ влечет за собой разрушение вычислительного процесса), сложность масштабирования (наращивания мощности) модификации аппаратного и программного обеспечения, как правило, резкое снижение оперативности при увеличении числа пользователей системы и др.