Коммутаторы и их функции в сети

1 Факторы, учитываемые при выборе коммутаторов

Для выбора подходящего коммутатора для уровня иерархической сети необходимо иметь спецификации, которые дают полное описание следующих факторов:

• Предполагаемый поток трафика

• Целевая аудитория пользователей

• Использование серверов обработки и хранения данных

• Поддержка единого набора протоколов

Организациям нужны сети, которые смогут удовлетворять постоянно изменяющиеся требования. Бизнес может начаться всего с нескольких компьютеров, соединенных между собой для возможности обмена данными. По мере расширения штата сотрудников в сеть добавляются новые устройства – компьютеры, принтеры, серверы. Появление новых устройств приводит к увеличению объема трафика в сети. Многие компании заменяют существующие телефонные системы на конвергентные системы VoIP, что также ведет к увеличению объема трафика.

При выборе коммутационного оборудования нужно определить, какие коммутаторы требуются для каждого из уровней иерархии в целях согласования пропускной способности с требованиями к сети. План проекта сети должен учитывать будущий рост пропускной способности сети. При выборе правильного коммутатора широко используется практика проведения анализа и учета потоков трафика в сети на регулярной основе.

Анализ потоков трафика

Анализ потоков сетевого трафика – это процесс измерения степени использования полосы пропускания в сети и анализа данных в целях повышения производительности, планирования нагрузки, принятия решений о модернизации оборудования. Для анализа потоков трафика используется специализированное программное обеспечение. Несмотря на то, что не существует точного определения понятия "поток сетевого трафика", в целях анализа можно сказать, что сетевой трафик – это объем данных, передаваемых через сеть за определенный период времени. Все данные, которые передаются по сети, составляют трафик сети, независимо от их цели или источника. Путем анализа различных источников трафика и их влияния на сеть можно более точно производить настройку сети и ее оборудования для достижения максимально возможной производительности.

Анализ целевой аудитории пользователей

Анализ целевой аудитории пользователей сети – это процесс идентификации различных групп конечных пользователей услуг сети и их влияния на производительность сети. Принцип группирования пользователей влияет на плотность занятия портов (их наличие) и объем сетевого трафика, что, в свою очередь, играет роль при выборе коммутатора.

В обычном офисном здании, конечные пользователи группируются в соответствии с их обязанностями, так как это подразумевает использование сравнительно одинакового режима доступа к ресурсам и приложениям. Например, можно предположить, что на некоем предприятии департамент (отдел) Human Resources (HR) расположен на одном этаже здания (рис. 2.9), а финансовый департамент – на другом (рис. 2.10). Каждый департамент имеет свое количество пользователей и потребности в доступе к приложениям, а также ресурсам сети. При выборе коммутаторов для коммутационных стоек обоих департаментов выбирается коммутатор с достаточным количеством портов для удовлетворения потребностей департамента и достаточно производительный, что позволит согласовать требования по трафику со всеми устройствами на этаже. Кроме того, хороший план проекта сети учитывает факторы роста каждого из департаментов для гарантии того, что до следующей запланированной модернизации сети на коммутаторе будет доступно достаточное количество открытых портов.

Рисунок 2.9 – Анализ целевой аудитории пользователей. Департамент HR

Рисунок 2.10 – Анализ целевой аудитории пользователей. Финансовый департамент

Оценка использования серверов хранения и обработки данных

При осуществлении анализа сетевого трафика определите местоположение серверов обработки и хранилищ данных. Это позволит оценить влияние на объем сетевого трафика. Хранилища данных могут быть представлены в виде серверов, сетей хранения данных (SAN), сетевых хранилищ (NAS), устройствами резервного копирования данных на магнитную ленту и другими устройствами, которые предоставляют возможности хранения больших объемов данных.

При оценке трафика, который используется хранилищами и серверами обработки данных, необходимо учитывать как трафик типа "клиент-сервер", так и трафик типа "сервер-сервер".

Как показано на рис. 2.11, трафик типа "клиент-сервер" – это трафик, который генерируется при обращении клиентского устройства к данным, хранимым на серверах обработки или хранилищах данных. Такой тип трафика обычно предполагает прохождение потока через несколько коммутаторов до конечного узла. Агрегирование полосы пропускания и скорость пересылки данных между коммутаторами – важные факторы, которые необходимо учитывать при попытке устранения проблем с трафиком типа "клиент-сервер".

Трафик типа "сервер-сервер" (рис. 2.12) – это трафик, который формируется между устройствами хранения и обработки данных. Некоторые серверные приложения формируют очень большой объем трафика между хранилищами данных и другими серверами. В целях оптимизации трафика типа "сервер-сервер" оборудование, которое требует постоянного доступа к определенным ресурсам, должно располагаться в непосредственной близости друг от друга, чтобы формируемый этим оборудованием трафик не влиял на производительность остальных участков сети. Серверы обработки данных и хранилища данных обычно располагаются в дата-центрах предприятий.

Рисунок 2.11 – Связь типа "клиент-сервер"	Рисунок 2.12 – Связь типа "сервер-сервер"

Дата-центр – это защищенное (режимное) помещение здания (или отдельное здание), в котором располагаются серверы, хранилища данных и другое сетевое оборудование. Устройство может быть физически расположено в дата-центре, но в логической топологии находиться в совершенно другом месте. Трафик, проходящий через коммутаторы, расположенные в дата-центре, обычно слишком велик по своему объему ввиду того, что его составляют данные "сервер-сервер" и "клиент-сервер". Учитывая эти факторы, очевидно, что коммутаторы, выбранные для дата-центров должны обладать большей производительностью, чем коммутаторы для коммутационных шкафов на уровне доступа.

Анализ потоков данных для разных приложений, которые используются разными аудиториями пользователей, позволяет определить потенциальные "узкие места", где производительность приложения подвергается негативному влиянию со стороны недостаточной пропускной способности сети. Для повышения производительности можно применить агрегирование каналов для обеспечения необходимой пропускной способности, или осуществить замену малопроизводительных коммутаторов на более мощные, которые смогут обрабатывать большие нагрузки и объем трафика.

Поддержка единого набора протоколов

Чтобы сеть, составленная из множества сетевых устройств, функционировала стабильно и с использованием максимума своих возможностей, все однотипные устройства этой сети должны поддерживать одинаковые наборы стандартов и протоколов. Обычно, если в сети присутствует хотя бы одно устройство с устаревшими версиями протоколов, то, для поддержания совместимости, остальные устройства переходят с новых версий на старую. Это чревато падением производительности сети.

Так же при проектировании сети следует заранее определиться с выбором поставщика оборудования. Часть вендоров в первую очередь обеспечивает поддержку отраслевых стандартов в своих устройствах. Это позволяет строить сеть, используя оборудование различных поставщиков (TP-Link, D-Link, ZyXEL). Другие же производители предлагают устройства с поддержкой собственных стандартов, например CISCO. Их достоинством обычно является лучший функционал и производительность, по сравнению со стандартными протоколами, но к недостаткам можно отнести полную или частичную несовместимость с оборудованием других производителей, а также, в отдельных случаях, необходимость оплаты лицензий на использование частных технологий.