Лекция 4 Модели логической структуры сети. Сегментная модель
Сегментная модель организационной структуры информационной сети представляет собой совокупность взаимосвязанных и в то же время относительно независимых,
признаков: ролевому назначению, статусу, масштабу, используемой технологии и т.п.
Сегментный подход при построении такой модели позволяет, с одной стороны, осуществлять ее декомпозицию, выделяя и рассматривая отдельные сегменты как самостоятельные сети, а с другой стороны - уяснить механизмглобализации сетей, как процесс наращивания количества сегментов разного вида и уровня иерархии, обеспечивающий в итоге формирование мирового информационного пространства.
В качестве различительных характеристик сегментов наиболее естественно воспользоваться классификационными признаками сетей, предложенными в раздел 3 (Классификация сетей). В связи с этим при уточнении отличительных особенностей сегмента в соответствии с приведенной выше классификацией сетей, по отношению к сегменту будем также использовать термин «сеть». Так, например, в телекоммуникационных территориальных сетях в качестве сегментов на уровне модели организационной структуры можно рассматривать сети доступа и транспортную сеть, фрагменты с различными технологиями. В информационных сетях предприятий в роли сегментов различного назначения и масштаба будут выступать сети рабочих групп, отделов, кампусов. Сети отдельных операторов и сервис-провайдеров разного уровня можно также рассматривать в качестве сегментов глобальных сетей.
Гипотетическая модель глобальной инфо-коммуникационной сети в рассматриваемом контексте будет представлять собой бесчисленное множество сегментов самого разного масштаба и назначения.
Композиционные принципы образования сегментов
Несмотря на все многообразие сегментов, рассматриваемых в рамках модели организационной структуры, и независимо от их ролевого назначения и выполняемых функциональных задач, для каждого из них могут быть использованы одинаковые композиционные принципы. Более того, для объединения сегментов используются те же самые композиционные принципы. Таким образом, в механизме обеспечения связности в сегментах и сегментов между собой проявляется феномен глобализации сетей.
Под композиционнымипринципамиобразования сегментов будем пониматьспособы обеспечения связностиоконечных пунктов. Композиционные принципы объединения ОП в сегменте и сегментов между собой базируются на использованиинепосредственных связей «каждый с каждым», общей коммуникационной среды, либоузлообразования.
Использование в сегменте полносвязнойфизической топологии, когда каждая пара пунктов связывается отдельной линией связи, не всегда выгодное экономическое решение. Однако в таком сегменте достигается максимальная надежность связи и это оправдывает использование непосредственных связей в магистральных сегментах с высокой степенью концентрации трафика.
Общая коммуникационная среда или, как ее еще называют, разделяемая среда передачи предполагает объединение пунктов, посредством общего пассивного кабеля или радиоканала. В простейшем случае разделяемая среда представляет собой моноканал, что имеет место в сегментах LAN. Разделение общей среды здесь осуществляется путем управления доступом к среде передачи. Основная идея методов управления доступом к среде заключается в том, что информационный обмен в каждый момент времени доступен лишь одной корреспондирующей паре пунктов, целиком захватывающей пропускную способность общей среды передачи. Ее разделение во времени между всеми корреспондирующими парами в зависимости от технологических особенностей метода доступа может осуществляться хаотически либо по некоторому заданному алгоритму. Адресная информация, определяющая пункт назначения информационного сообщения, обрабатывается исключительно оконечными пунктами, а само сообщение воспринимается лишь тем из них, адрес которого совпадает с адресом получателя. Таким образом, общая коммуникационная среда в данном случае выступает в роли единственного и общего для всех прибора, обслуживающего запросы на обмен информацией разных корреспондирующих пар и это является ее узким местом.
В сегментах телекоммуникационных сетей магистрального уровня (транспортных сетях) использование общей коммуникационной среды осуществляется путем ее разделения на множество независимых каналов двухточечного соединения пары пунктов (узлов доступа). При этом в качестве коммуникационного оборудования узлов доступа применяются различные мультиплексоры, а соответствующие технологии мультиплексирования обеспечивают иерархии высоких скоростей передачи.
Использование общей коммуникационной среды всегда является экономически выгодным решением. Ее основное достоинство – простота физической топологии сети (цепь либо кольцо), а также относительно простое и недорогое коммуникационное оборудование, в котором не анализируется конечный адрес передаваемых сообщений.
Узло-образование является компромиссом между двумя рассмотренными выше способами организации связных сегментов. Оно подразумевает структуризацию связей на основе иерархии узловых пунктов (см. рис. 4.8). В узловых пунктах размещается активное коммуникационное оборудование, обеспечивающее связность сходящихся в них линий. Если в узловых пунктах используется оборудование, в котором не предусмотрена обработка адреса назначения передаваемых сообщений, например, повторители, концентраторы, мультиплексоры (принцип работы этих устройств рассматривается в разделе 4.7), то такой принцип узло-образования называют физической структуризацией. Физическая структуризация может быть плоской (одноуровневой) либо выпуклой (многоуровневой).
Размещение в узловых пунктах оборудования, способного анализировать адрес пункта назначения передаваемых сообщений, и на основе его выполнять функции коммутации либо маршрутизации (либо то и другое одновременно), позволяет строитьлогически структурированные сегменты. Логическая структуризация позволяет решить ряд важнейших задач, таких как обеспечение хорошей масштабируемости сети и повышение ее производительности.