Проектирование сетевой инфраструктуры
Процесс построения (проектирования) сети представляет собой упрощенное моделирование не наступившей действительности и включает в себя следующие основные этапы:
1. Анализ задач, для решения которых создается сеть, а также определение объема финансирования проекта.
2. Проектирование физической структуры - этап, на котором анализируются начальные условия (планировка здания, имеющиеся технические средства и т.п.) и создается детальный проект физической организации сети.
3. Проектирование инфраструктуры – этап, на котором определяются протоколы взаимодействия, используемые службы, политика безопасности и т.п. - т.е. логическая организация сети.
4. Развертывание - этап, связанный с прокладкой линий связи, установкой и настройкой оборудования.
Этап анализа является одним из важнейших, поскольку определяет все остальные решаемые задачи: как физическую структуру сети (например, места расположения компьютеров), так и логическую (используемые протоколы, службы и т.п.). Именно на данном этапе выступает основное различие компьютерных сетей. Основной целью использования учебных компьютерных сетей в образовательных заведениях выступает организационно-методическая поддержка учебно-воспитательного процесса средствами современных сетевых технологий.
На этапе проектирования решаются следующие задачи:
1. На основе определенных целевых требований к сети определяется необходимый состав оборудования и, прежде всего, компьютеров: количество, характеристики и т.д.
2. Определяется физическое расположение рабочих мест и определяются этажи и аудитории, которые будут охватываться сетью. При решении этой задачи должна учитываться принципиальная возможность прокладки линий связи к рабочим местам/помещениям.
3. Исходя из решаемых задач, стоимости и расположения, определяется тип физических линий связи, соединяющих рабочие места, состав и расположение коммуникационного оборудования (например, концентраторов).
4. Определяется способ подключения к Интернету: выбирается провайдер – организация, обеспечивающая подключение организации к сети Интернет. При выборе провайдера учитываются факторы: характеристики возможных физических соединений с провайдером, требования к оборудованию и необходимое дополнительное оборудование, начальная стоимость подключения, стоимость эксплуатации подключения, технологические ограничения подключения (невозможность использования некоторых служб).
5. Исходя из технических требований, определяется узел проектируемой сети, который будет являться шлюзом для подключения к Интернету и определяется место его расположения. При этом учитывается удобство физического соединения шлюза с проектируемой сетью и удобство подведения физических линий для подключения к Интернету.
Проект сети. Выбор общей концепции сети. Логическая структуризация сети.
Проектируемая сеть состоит из двух уровней: магистральный уровень и уровень сети доступа.
Магистральный уровень сети должен обеспечивать высокую отказоустойчивость, так как на магистрали объединяются потоки большого количества сети доступа. Существуют две топологии, которые обеспечивают высокую надежность: «каждый с каждым», и «кольцо». Однако для топологии "каждый с каждым» нужно очень много кабеля, и портов, что не позволит достичь экономической эффективности.
Поэтому для обеспечения повышенной надежности и резервирования для проекта выбираем топологическую модель кольца. Кольца обычно создаются на уровнях опорной сети и доступа. Для соединения сети используются оптоволоконные линии связи, как самые надежные и стабильные технологии для подключения абонента к узлу провайдера на любых дистанциях, тем самым для сети будет обеспечена скорость передачи до 10 Гбит/с и выше.
В современных оптических сетях доступа могут использоваться различные топологии. Выбор оптимальной топологии зависит от целого ряда факторов, связанных с конкретными условиями проектирования (плотность абонентов, их расположение, виды услуг и т.д.), а также базовой оптической технологии. В таблице 2.1 приведено сравнение основных сетевых технологий.
Таблица 2.1 Сравнение сетевых топологий
Особенности |
Звезда |
Линейная |
Кольцо |
Возможность использования недорогого активного оборудования без поддержки STP |
Да |
Да |
Нет |
Сохранение работоспособности всех пользователей сети в случае повреждения кабеля |
Нет |
Нет |
Да |
Возможность организации дополнительного (резервного) канала без перестройки топологии сети. |
Нет |
Да |
Да |
Сохранение связи между узлами в случае отказа центрального оборудования. Есть Чем ближе к главному узлу тем более скажет узлов. |
Да |
Да |
Да |
Малая зависимость от особенностей места строительства. |
Да |
Да |
Нет |
Логическая структуризация сети
Для логической структуризации сети используются такие коммуникационные устройства, как мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.
Мост (bridge) делит разделяемую среду передачи сети на части (часто называемые логическими сегментами), передавая информацию из одного сегмента в другой только 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 злоумышленнику.
На рис. 1.18 показана сеть, которая была получена из сети с центральным концентратором (см. рис. 1.17) 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.
Локальная сеть:
Один широковещательный домен
Четыре домена коллизий