1.4 Структуризация сети.
Очевидно, что увеличение числа пользователей приводит и к проблемам.
Ограничение на длину связи между узлами
Ограничение на число ПК
Ограничение на интенсивность трафика.
Так для Ethernet, работающего на тонкий кабель ограничения: длинна кабеля 185 м, число ПК не более 30.
Для снятия ограничений целесообразно применять структуризацию сети, использовать дополнительное коммуникационное оборудование: повторители, концентраторы, мосты.
Физическая структура сети.
Повторитель (repeator) - используется для увеличения общей длины сети. В первую очередь за счет восстановления мощности сигнала и амплитуды, улучшения фронтов.
Рис.7
Повторитель имеющий несколько портов называется концентратором (concentrator) или хабом (hub). Концентраторы характерны для всех базовых технологий. Концентраторы повторяют сигнал пришедший с одного из своих портов на других портах.
Для технологии Ethernet повторение идет на всех портах за исключением того с которого пришел сигнал. Для технологии Token Ring только на одном порту, на котором подключен следующий в кольце ПК. Т.Е. концентратор не меняет логическую топологию сети – конфигурацию информационных потоков.
Не всегда физическая и логическая топологии совпадают (совпадает например кольцо-кольцо, не совпадают шина- кольцо). Например, физическая технология общая шина, но организован алгоритм передачи маркера как в Token Ring за счет настройки сетевых адаптеров и драйверов.
Или концентратор поддерживает технологию Ethernet, хотя физическая организация звезда. Т.е. логика захвата среды не изменилась, метод случайного доступа
Кроме того, использование концентраторов дает дополнительные преимущества: при сбоях, один из ПК все время осуществляет передачу, интеллектуальный концентратор отключает такой порт.
Логическая структуризация сети.
Логическая структуризация нужна для перераспределения трафика между различными сегментами сети. В первую очередь из-за неоднородности информационных потоков: множество подсетей со своими интенсивностями обмена. До недавнего времени процент общения внутри подсети составлял около 80%, наружу 20%. Сейчас правда изменилась из-за внедрения глобальных технологий (intranet) : коллективные хранилища данных, наличие филиалов и т.д..
В случае использования концентраторов при любой структуризации, вся информация посылается на выходы всех портов, т.е. задействованы одновременно все подсети всех подразделений независимо нужна ли им эта информация или нет, что увеличивает общий трафик (здесь рисунок)..
Решение проблемы – отказ от общей разделяемой среды. Желательно. Чтобы информация предназначенная только для пользователей подсети не выходила за ее пределы. В межсетевые же связи попадала информация необходимая для общения между подсетями.
Для логической структуризации используются такие коммуникационные устройства как мосты, маршрутизаторы, шлюзы.
Мост (bridge) делит среду на части, передавая информацию в другую часть только тогда, когда эта передача действительно необходима, т.е. она предназначена для другой подсети (здесь рисунок).
Мосты для локализации трафика используют аппаратные адреса ПК. Это затрудняет распознавание принадлежности того или иного ПК к определенному сегменту. Поэтому мост лишь упрощенно делит сеть. Он запоминает на какой порт поступали данные от конкретного ПК и в дальнейшем передает на этот порт данные предназначенные для данного ПК. Топологии связей мост не знает.
Коммутатор (switch) в отличии от моста является коммуникационным мультипроцессором, каждый порт оснащен спецпроцессором, который обрабатывает кадры независимо от процессоров других портов. Т.е. идет обработка кадров в параллельном режиме, что приводит к росту быстродействия.
Маршрутизатор (router) – более надежно и эффективно изолирует трафик отдельных частей сети друг от друга. Маршрутизатор образует логические сегменты поскольку знает не аппаратные а числовые адреса. Здесь известен не только номер сети но и номер подсети (subnet). Мар-ры могут работать в сети с замкнутыми контурами, определяя наиболее рациональный выбор маршрута, способны связывать в сеть подсети построенные по различным базовым технологиям (гетерогенная сеть).
(Шлюз (gateway) – используется для обединения сетей с разными типами прикладного и системного обеспечения.)
Крупные сети в настоящее время никогда не строятся без логической структуризации.