9.4 Межсетевое взаимодействие

Только небольшое количество сетей обладает однородностью (гомогенностью) программного и аппаратного обеспечения. Однородными чаще всего являются сети, которые состоят из небольшого количества компонентов от одного произ­водителя.

Нормой сегодняшнего дня являются неоднородные (гетерогенные) сети, состоя­щие из разнотипных рабочих станций, операционных систем и приложений, в которых для реализации взаимодействия между компьютерами используются раз­личные концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.

Одной из причин неоднородности служит эволюционный характер развития лю­бой большой сети. Сеть, как правило, не строится с нуля и не появляется в одно мгновение. Поскольку жизнь не стоит на месте, за время существования сети по­являются привлекательные технологические новшества, и создатели сети выну­ждены вносить в нее изменения, которые, возможно, потребуют решения задачи согласования новых технологий с уже имеющимися старыми.

Неоднородность — это также естественное следствие того, что люди, ответствен­ные за функционирования сети, стремятся выбрать программные и аппаратные средства, которые наилучшим образом отвечают поставленным целям. Часто ока­зывается, что средство, которое хорошо подходит для решения одной задачи, со­всем необязательно также хорошо работает при решении другой задачи. Поэто­му и появляются в сети коммуникационное оборудование разных технологий и разных производителей, сегменты Ethernet соседствуют с сегментами ATM, а сер­веры работают под управлением Windows 2000, Solaris или NetWare.

Отсюда следует важное требование, предъявляемое к современных сетевым ОС, — способность к интеграции с другими ОС.

9.4.1 Основные подходы к организации межсетевого взаимодействия

На первый взгляд выражение «организация межсетевого взаимодействия» может показаться парадоксальным. Действительно, если сети взаимодействуют, значит, их компьютеры связаны между собой и, следовательно, они все вместе образуют сеть. Тогда что же понимается под сетями, взаимодействие которых надо органи­зовать? Понимается ли под этим совокупность компьютеров, которые работают под управлением одной сетевой операционной системы, например Windows NT или NetWare? Или это те компьютеры, которые связаны между собой средства­ми одной и той же базовой сетевой технологии, такой как, например, Ethernet или Token Ring? И наконец, может быть, здесь имеются в виду сети в терминах протокола сетевого уровня, то есть части большой сети, разделенные между со­бой маршрутизаторами?

Ни то, ни другое, ни третье. В контексте межсетевого взаимодействия под тер­мином «сеть» понимается совокупность компьютеров, общающихся друг с другом с помощью единого стека протоколов. Средства взаимодействия компьютеров в сети организованы в виде многоуровневой структуры — стека протоколов. В од­нородной сети все компьютеры используют один и тот же стек. Проблема возни­кает тогда, когда требуется организовать взаимодействие компьютеров, принад­лежащих разным сетям в указанном выше смысле, то есть организовать взаимодействие компьютеров, на которых поддерживаются отличающиеся стеки коммуникационных протоколов.

Проблема межсетевого взаимодействия может иметь разные внешние проявле­ния, но суть ее одна — несовпадение используемых коммуникационных протоко­лов. Например, эта проблема возникает в сети, в которой имеется только одна сетевая ОС, однако транспортная подсистема неоднородна из-за того, что сеть включает в себя фрагменты Ethernet, объединенные кольцом FDDI. Здесь в ка­честве взаимодействующих сетей выступают группы компьютеров, работаю­щие по различным протоколам канального и физического уровня, например сеть Ethernet, сеть FDDI.

Равным образом проблема межсетевого взаимодействия может возникнуть в сети, построенной исключительно на основе технологии Ethernet, но в которой установ­лено несколько разных сетевых ОС. В этом случае все компьютеры и все приложе­ния используют для транспортировки сообщений один и тот же набор протоколов, но взаимодействие клиентских и серверных частей сетевых служб осуществляется по разным протоколам прикладного уровня. В этом случае компьютеры могут быть отнесены к разным сетям, если у них различаются протоколы прикладного уровня, например компьютеры, использующие для доступа к файлам протокол SMB, обра­зуют сеть Windows NT, а компьютеры, использующие для доступа к файлам прото­кол NCP, — сеть NetWare. Конечно, эти сети могут сосуществовать независимо, передавая данные через общие транспортные средства, но не предоставляя пользо­вателям возможности совместно использовать ресурсы. Однако если потребуется обеспечить доступ к данным файлового сервера Windows NT для клиентов NetWare, администратор сети столкнется с необходимостью согласования сетевых служб.

Задачи устранения неоднородности имеют некоторую специфику и даже разные названия в зависимости от того, к какому уровню модели OSI они относятся. За­дача объединения транспортных подсистем, отвечающих только за передачу со­общений, обычно называется internetworking — образование интерсетей. Клас­сическим подходом для ее решения является использование единого сетевого протокола, такого, например, как IP или IPX. Однако существуют ситуации, ко­гда этот подход неприменим или нежелателен, и они будут рассмотрены ниже.

Другая задача, называемая interoperability, возникает при объединении сетей, ис­пользующих разные протоколы более высоких уровней — в основном приклад­ного и представительного. Будем называть это задачей согласования сетевых служб операционных систем, так как протоколы прикладного и представитель­ного уровней реализуются именно этими сетевыми компонентами.

Кардинальным решением проблемы межсетевого взаимодействия могло бы стать повсеместное использование единого стека протоколов. И такая попытка введе­ния единого стека коммуникационных протоколов была сделана в 1990 году пра­вительством США, которое обнародовало программу GOSIP — Government OSI Profile, в соответствии с которой стек протоколов OSI предполагалось сделать уобщим для всех сетей, устанавливаемых в правительственных организациях США. Однако массового перехода на стек OSI не произошло. Тем временем в связи с быстрым ростом популярности Интернета стандартом де-факто становится стек протоколов TCP/IP. Но это пока не означает, что другие стеки протоколов пол­ностью вытесняются протоколами TCP/IP. По-прежнему очень много сетевых узлов поддерживает протоколы IPX/SPX, DECnet, IBM SNA, NetBEUI, так что до единого стека протоколов еще далеко.

Самыми общими подходами к согласованию протоколов являются:

• трансляция;

• мультиплексирование;

• инкапсуляция (туннелирование).