Протоколы сетевого управления Прокси-серверы Оценка эффективности локальной сети Производительность рабочих станций и серверов ЛВС Кабельные системы для локальных сетей

Курс лекций по информатике. Локальные и глобальные сети

Протоколы сетевого управления.

Суть идеи такова: протоколы управления, как и SNMP (Simple Network Management — простой протокол сетевого управления), состоят из двух частей. На управляющем сервере запускается программамонитор, а на тех устройствах, которые допускают управление, — программыпосредники. Монитор и посредники могут связываться друг с другом. В протоколе SNMP (типичном протоколе управления) монитор запрашивает посредников и собирает поступающую от них информацию, в которой содержится следующее.

• Состояние концентратора и/или порта, а также информация об их активности.

• Статистика производительности работы по каждому порту.

• Сетевая схема всех совместимых с SNMP аппаратных средств, имеющихся в сети.

• Журнал регистрации сетевых ошибок и сетевой активности.

Можно использовать программные средства, предназначенные для управления устройствами, и выполнять следующие задачи.

• Вносить изменения в систему защиты сети, устраняя возможность несанкционированного доступа пользователей к концентратору.

• Устанавливать границы допустимой активности, уровней ошибок и производительности работы, с тем, чтобы в случае выхода параметра за установленные границы, получить об этом информацию.

Примечание

Приведенные выше сведения являются лишь примером той информации, которая может быть получена с помощью управляемых концентраторов, но это далеко не полный перечень всего того, что можно получить от них. Полная информация зависит от возможностей программыпосредника и может быть разной для различных моделей концентраторов.

Управляемые концентраторы не всегда необходимы. Если сеть имеет только один концентратор типа 5+1, и этот концентратор легкодоступен, то вы сможете проконтролировать его лично, причем для этого потребуется просто обратиться к программе диагностики. Чем больше ПК установлено в сети, тем сложнее получить доступ к концентратору и выполнить его ди агностику. То, что очень просто делается в сети с одним концентратором, становится кошмаром в сети с 10 концентраторами, с 16 портами у каждого. В данном случае только применение специального программного обеспе чения поможет вам справиться с работой, когда настанет время поиска неисправностей.


Совет

При выборе управляемого концентратора выбирайте такие управляющие модули, программное обеспечение которых записано во флэшпамять В этом случае, когда настанет время усовершенствования системы, вы сможете просто модернизировать модули вместо их замены.

Архитектура концентратора

В самом общем понимании концентраторы представляют собой устрой ства, позволяющие электрически соединять между собой кабели, которые не могут быть подключены друг к другу напрямую. Логическая топология сети и тип используемых кабелей (по определению) не имеют к этому никакого отношения, так же как и вид исполнения. Однако концентраторы являются составной частью сети, построенной по физической звездообразной топологии (рис. 9.3).

Рис. 9.3. Концентратор является центральным узлом в сети, построенной на основе физической звездообразной топологии

Порты, (в разъемы которых вы вставляете кабели для подключения компьютеров) являются существенной частью любого концентратора (рис. 9.4). Порты играют важную роль, поскольку они определяют следующее.

• Тип кабеля, который можно подключить к концентратору.

• Количество ПК, подключаемых к одному концентратору.

• Возможность наращивания концентратора и средства дистанционного управления им при отказе сети.

Как и в случае с сетевыми платами, конструкция разъемов портов концентратора зависит только от типа кабельных разъемов. Например, для тонкого коаксиального кабеля и кабеля UTP требуются различные разъемы: разъемы для кабеля STP отличаются от разъемов для оптоволокон ного кабеля. Подобно другим сетевым устройствам концентраторы могут использоваться только с теми типами кабелей, на которые они рассчитаны.


Подобно другим устройствам, если у концентраторов совпадают подключае мые сетевые кабели, то они логически совместимы. Это значит, что если вы купите концентратор, допускающий подключение разъема RJ45, исполь зуемого для кабелей UTP, то вы сможете применить этот концентратор для своей сети 10BaseT независимо от того, в каком магазине он приобре тен — на физическом уровне интерфейс останется прежним. Для создания работоспособного сетевого соединения концентратору следует обеспечить электропитание и подключить к нему все кабели.

Рис. 9.4. Подключение кабелей к концентратору

Примечание

Некоторые концентраторы снабжены портами для кабелей различных типов. Это позволяет использовать их в сетях нескольких типов, так что вы сможете, к примеру, подключить компьютер AS400 к локальной сети 10bаsеТ, созданной на основе ПК. Также можно подсоединить концентраторы к сети с логической звездообразной распределенной топологией, в которой в качестве магистральных кабелей применяется толстый коаксиальный или оптоволоконный кабель.

Все эти порты сами по себе не приносили бы никакой пользы, если бы не подклю0ченные к ним внутренние средства, которые позволяют пересылать пакеты из одного кабеля в остальную часть сети. Для того чтобы порты и подключенные к ним узлы могли обмениваться данными, в концентраторе используется внутренняя системная шина, обеспечивающая для каждого порта прием и передачу данных по подключенным линиям. Способ, по которому данные пересылаются между портами, зависит от типа сети. Например, в сети Ethernet выполняется широковещательная передача данных одновременно всем компонентам сети. Они должны сами определять, предназначены ли пакеты для них или их следует игнорировать. Таким образом, данные, приходящие на концентратор от ПК в сети Ethernet с помощью широковещательной передачи, пересылаются во все сегменты, подключенные к концентратору, как это показано на рис. 9.5.


Рис. 9.5. Данные, пересылаемые по сети 10BaseT, передаются каждому ПК, подключенному к портам концентратора

Некоторые интеллектуальные концентраторы запоминают физический адрес сетевой платы, связанной с отдельным портом. Эти концентраторы могут быть заранее запрограммированы с помощью статического списка адресов, соответствующих ПК, или установить это соответствие самостоя тельным поиском. Установленное соответствие статических адресов может использоваться для закрытия доступа к сети некоторым пользователям. Как показано на рис. 9.6, если концентратор имеет статический список соот ветствия адресов с портами, и ПК с данным физическим адресом, не указанным в этом списке, попытается подключиться к сети, то интеллек туальный концентратор сможет изолировать этот порт. После изолирования этот ПК физически не сможет подсоединиться к ПК, подключенному к другому порту концентратора.

Рис. 9.6. Интеллектуальные концентраторы могут использовать статический

список разрешенных физических адресов для закрытия доступа к сети некоторым ПК.


Внутренняя шина концентратора работает с той же частотой, что и сеть, или, более точно, быстродействие сети, построенной по звездообразной топологии, частично определяется быстродействием концентратора. Поэтому если вы хотите работать с сетью на скорости 100 Мбит/с, требуется кон центратор с внутренней шиной, способной поддерживать эту скорость.

Не все порты концентратора предназначены для подключения компь ютеров. Одним из портов может быть так называемый интерфейс сетевых устройств (AUI — attachment unit interface), позволяющий подключить к концентратору другой концентратор или другое устройство типа моста или маршрутизатора, как показано на рис. 9.7.

Рис. 9.7. Используйте дополнительные порты для соединения концентраторов друг с другом или с интерсетевыми устройствами

Модели концентраторов с портами AUI обычно описываются списком номеров портов (например, 5+1), означающим, что в концентраторе имеется пять портов для подключения ПК и один порт AUI. Тип кабеля, подклю чаемого к порту AUI, зависит от концентратора. В некоторых моделях применяют оптоволоконный или толстый коаксиальный кабель, в то время как в других можно использовать разъем RJ45 и выглядеть этот порт будет как типичный порт ПК. Более дорогие концентраторы могут иметь порты AUI для подключения оптоволоконного кабеля. Однако даже дешевый концентратор ценой 59 $ можно подключить к другим концентраторам, работающим на скорости 100 Мбит/с, поскольку его. порт AUI допускает подключение кабеля категории 5.

Совет 

Чем больше концентратор имеет портов, тем он дороже, и расходы на его при обретение могут даже превысить стоимость другого концентратора с таким же количеством портов. Следите за своими расходами может оказаться дешевле "связать" два концентратора через их порты AUI, чем покупать один концентратор с нужным количеством портов.

В дополнение к портам AUI некоторые концентраторы могут быть снабжены портом последовательного интерфейса. Этот интерфейс позволяет подключать концентратор к ПК или модему, предоставляя тем самым сред ства удаленного администрирования, на работу которых не влияют отказы сети, не связанные с самим концентратором. Такое администрирование называется администрированием по внешнему каналу (out of band), поскольку оно выполняется независимо от обычной передачи данных по сети.

Типы концентраторов. Большинство концентраторов относятся к одной из трех разновидностей.

• Автономные (standalone).

• Наращиваемые (stacked).

• Модульные (modular).

Коммутирующие концентраторы Как вы могли заметить, некоторые интеллектуальные концентраторы не просто слепо переносят данные во все подключенные к ним сегменты сети. Вместо этого они фиксируют МАСадреса сетевых плат, связанных с каждым портом, и могут определенным образом отличать порты, используя эти адреса. Коммутаторы еще больше расширяют возможности концен траторов, обеспечивая идентификацию МАСадресов мест назначения и направление пакетов только в тот сегмент, в котором расположен узел с этим адресом.

Дополнительное сетевое оборудование: мосты, маршрутизаторы, шлюзы. Мосты для расширения сети В предыдущем разделе было сказано о том, что, подобно коммутаторам, мосты также выполняют маршрутизацию с промежуточным хранением кадров. Реальность такова, что граница между мостами и коммутаторами временами может быть весьма зыбкой. Можно различать эти устройства, исходя из выполняемых ими функций. Если идея коммутации заключается в разделении единой сети на отдельные (но все еще связанные) сегменты, то идея организации моста (bridging) — в комбинировании отдельных сетей в единую сеть. Точнее, организация мостов позволяет передавать данные между двумя (или более) различными сетями, обеспечивая в то же время для них раздельный графи

Стандартные методы организации работы мостов. Если ваша сеть все больше и больше разрастается, то в какойто момент времени вам нужно будет снова добавлять в нее мосты, и простой метод "прозрачных мостов" более не будет эффективен. Использование множества мостов может привести к зацикливанию мостов, т.е. такому состоянию, при котором на мост поступит две копии одного и того же пакета, что приведет к беспорядку в его работе.

Организация работы мостов с маршрутизацией по источнику Алгоритм связывающего дерева является статическим: он предусматривает обновление пути только тогда, когда найденные маршруты становятся недоступными. Имеется и другой метод, называемый маршрутизацией по источнику (SR — Source Routing), первоначально разработанный фирмой IBM для использования в сетях Token Ring с мостами. Этот метод более напоминает средства, применяемые при использовании маршрутизаторов, а не мостов, поскольку предусматривает выполнение динамического поиска пути на основе широковещательной передачи пакетов по сети. Используя информацию, собранную во время анализа маршрутов, узлы идентифицируют наилучший путь к указанному месту назначения и сохраняют запись об этом пути для своего собственного (внутреннего) пользования.

Организация прозрачного моста В локальных сетях Ethernet используется метод STA, в Token Ring — метод SR. При использовании STA с помощью мостов определяется, какой порт посылает пакет с данным адресом места назначения. Мосты с маршрутизацией по источнику знать не знают никаких инструкций по маршрутизации — они просто направляют пакет, используя информацию об установленном соответствии, которую посылающий узел включает в пакет. Так могут ли локальные сети Ethernet и Token Ring взаимодействовать друг с другом или же они обречены на взаимное непонимание?

Как работает маршрутизатор Сеть может иметь более одного маршрутизатора, подключенного к другим сетям, но один из них должен быть определен как шлюз по умолчанию, и он будет управлять передачей данных. Единственное исключение из этого правила случай, когда шлюз по умолчанию работает некорректно. При этом в работу включается альтернативный шлюз, если, конечно, он определен.

Кто позаботится о хранимой информации. Какая информация используется при определении пути пакета к месту назначения и кто отвечает за выбор этого пути? Все зависит от сетевых установок, от средств, поддерживаемых сетью данного типа и ее оборудованием. Информация о маршрутизации может быть получена на основании данных об узлах. (При этом исходный путь определяется информацией, хранящейся в передающем узле, или на основании данных о маршрутиза торах Путь определяется с помощью информации, хранящейся в сетевых маршрутизаторах.)

Использование таблиц маршрутизации Таблица маршрутизации может содержать путевую информацию, ис пользуемую для достижения как определенной сети, входящей в интерсеть, так и определенного узла интерсети. Таблица маршрутизации потенциально может также содержать информацию о маршрутизаторе по умолчанию, используемую тогда, когда недоступны другие пути. Это избавляет маршру тизаторы и хосткомпьютеры от необходимости хранить точные инструкции для достижения каждого возможного места назначения в сети. Если путь не указан, используется путь, заданный по умолчанию.


Создание корпоративной Webсети