разделитель меню разделитель меню разделитель меню активный фон
Новости     Вакансии   Контакты

Построение локальных сетей, монтаж кабельных систем и трасc

Контакты для связи+7 (495) 785-51-51scs@alp.ru

Всё о логической структуризации ЛВС

Всё о логической структуризации ЛВС

Появляющиеся из-за задействования разделяемой общей среды ограничения можно преодолеть. Чтобы это осуществить, потребуется разделить локально-вычислительную сеть на отдельные разделяемые среды, соединив отдельные сегменты при помощи мостов, маршрутизаторов или коммутаторов. Все эти перечисленные выше устройства передают кадры с одного порта на второй, в то же время проверяя размещенный адрес их назначения.

лвс

Мосты, как и коммутаторы, выполняют передачу на базе адресов канального уровня – МАС. Маршрутизаторы же делают это, основываясь на сетевом номере. При этом происходит разделение среды на отдельные составляющие, соединенные с портами моста, коммутатора либо маршрутизатора. Так локально-вычислительная сеть расчленяется на логические сегменты, а это значит, что происходит ее логическая структуризация.

Логические сегменты

Фактически это разделяемая, но по своей сути единая среда. Деление локально-вычислительной сети на отдельные части помогает снизить приходящуюся на каждую из них нагрузку, которая оказывается ниже, чем в исходной сети. Также минимизируется отрицательный эффект разделения среды: снижается срок ожидания доступа, в Ethernet – еще и активность коллизий.

Построение локально-вычислительной сети предполагает ситуацию, при которой масштабная ЛВС разрабатывается на основе структуры с одной общей магистралью, куда с помощью специального оборудования – мостов и маршрутизаторов – присоединяются и другие подсети, выполняющие задачи разных отделов. К тому же они способны еще и делиться на сегменты, необходимые для обслуживания определенных рабочих групп.

Разделение локально-вычислительной сети на логические сегменты повышает производительность и гибкость ее построения, одновременно увеличивая защищенность информации, и делает управление сетью проще.

Во время создания сети следует учитывать, что каждая из ее подсетей должна отвечать нуждам отдела либо рабочей группы. Система подсетей способствует росту уровня безопасности коммерческой информации: различные пользователи могут получить доступ только к разрешенным для них сегментам сети. Используя логические фильтры на мостах, коммутаторах, маршрутизаторах, можно эффективно контролировать доступ к данным. Разбивка на подсети упрощает способы управления единой общей сетью.

Итак, локально-вычислительная сеть должна быть спроектирована и на физическом, и на логическом уровнях. Первый определяет нахождение ресурсов, программ и возможности их объединения в отдельные логические сегменты.

Проблемы при логической структуризации локальной-вычислительной сети

При логической структуризации локальной вычислительной сети происходит разбиение одной среды на разные логические составляющие (сегменты). Последние являются разделяемыми самостоятельными средами, имеющими меньше узлов, чем вся сеть. Разделенная на части ЛВС демонстрирует повышенную производительность и более надежна. Взаимодействие сегментов в сети организуют коммутаторы и мосты.

Каковы же главные проблемы логической сетевой структуризации

  1. ограничения, возможные, когда построение локально-вычислительной сети было выполнено на базе разделяемой общей среды;
  2. вероятность утери кадров при переполнении буфера в коммуникационном оборудовании.

Крупные ЛВС с сотнями узлов не стоит пытаться организовывать на основе одной-единственной среды, даже задействовав самую скоростную технологию - Gigabit Ethernet. Этого нельзя делать не только из-за того, что современные технологии ограничивают количество узлов, например, Ethernet – до 1024, а Token Ring – до 260, в то время как FDDI – до 500. И даже не самая крупная ЛВС может неустойчиво работать в условиях использования общей среды.

Конечно, при загрузке сети ниже чем наполовину, в Ethernet не будет трудностей при передаче трафика, создаваемого конечными узлами. Однако при его росте результативность функционирования ЛВС снижается, потому что она повторно передает кадры, вызвавшие коллизию. Если объем трафика возрастает так сильно, что коэффициент работы сети становится равен единице, опасность столкновения кадров становится почти неминуемой. Сеть уже больше не передает данные, она только обрабатывает коллизии.

По этой причине сегменты Ethernet не надо загружать так, чтобы средний коэффициент был больше 30%. Описываемая технология очень сильно реагирует на перегрузку в разделяемых сегментах, но и другие тоже зависимы от нее. Вот почему ограничения, которые были вызваны коллизиями и увеличением времени ожидания доступа при сильной загрузке конкретного сегмента, оказываются более серьезными в сравнении с лимитами на наибольшее количество узлов, указанными в стандарте, призванном обеспечить устойчивую передачу сигналов в кабеле.

Из-за этого даже сеть средних масштабов иногда непросто построить на единственном сегменте, обеспечив стабильность ее работы при смене объемов трафика. Также нельзя забывать и о строгих нормативах наибольшей протяженности ЛВС, в большинстве случаев выражаемой в границе нескольких км. Только технология FDDI предоставляет возможность организовывать компьютерные сети протяженностью уже в десятки км.

Выполнение логической структуризация ЛВС с помощью при помощи мостов и коммутаторов

Мосты и коммутаторы, используемые для логической структуризации сети, рассчитаны на работу на канальном уровне стека протоколов. Сетевая структуризация также возможна и с использованием маршрутизаторов, которые, чтобы решить эту задачу, задействуют протоколы сетевого уровня. Перечисленные способы структуризации – с помощью или канального, или сетевого протокола – хороши по-своему, но и имеют свои недостатки.

Построение локально-вычислительной сети иногда требует применить комбинированный способ ее структуризации, когда малые сегменты объединяются с помощью техники канального уровня в более крупные подсети, объединенные маршрутизаторами.

Локальную сеть можно разделять на составляющие, применяя мосты и коммутаторы. Они продвигают кадры с помощью одних и тех же алгоритмов: прозрачного моста (стандарт IEEE 802. ID), и моста, поддерживающего маршрутизацию от источника (IBM), применяемого в Token Ring сетях. Эти стандарты были разработаны задолго до коммутаторов, вот почему в них используется слово «мост». Самый первый промышленный Ethernet-коммутатор исполнял тот же алгоритм IEEE 802.1D, около десяти лет применявшийся мостами в глобальных и локальных сетях. Коммутаторы, продвигающие кадры Token Ring, пользуются алгоритмом Source Routing, зачастую применяемому к IBM мостам.

Чем коммутатор отличается от моста?

Главное отличие: первый занимается обработкой кадров параллельно, в то время как второй – последовательно. Этот факт связан с тем, что мосты появились тогда, когда локально-вычислительные сети требовалось делить на малое число сегментов, поэтому трафик между ними был незначительным. ЛВС в большинстве случаев подразделяли на две части, поэтому и появилось название «мост». Для обработки данных со средней интенсивностью в 1 Мбит/с, мосту хватало и единственного процессора.

В начале 1990-х годов были созданы быстрые протоколы и более совершенные компьютеры, поэтому возросшие объемы передаваемых по сетям мультимедиа привели к разделению сетей на большее количество сегментов. Да и стандартные мосты уже не могли справляться со своими задачами. Потребность обслуживания между портами потоков кадров с применением только одного процессора нуждалась в заметном росте его быстродействия. Решение грозило стать слишком дорогостоящим. Какой же выход был найден?

Решение проблемы: коммутаторы пришли на смену мостам

Эффективное решение было все-таки найдено, и оно заменило собой обычные мосты. Такими устройствами стали коммутаторы, чье действие состояло в следующем: чтоб обслужить поступающий в каждый порт поток кадров, в устройство ставили отдельный специальный процессор, с помощью чего и выполнялся алгоритм моста. Таким образом, в какой-то степени коммутатор можно считать мультипроцессорным мостом, способным продвигать кадры параллельным образом: на своих портах сразу между всеми парами. Отдельные процессоры коммутаторов снабжались коммуникационной матрицей, схожей с матрицей мультипроцессорных компьютеров, объединяющих процессор и блок памяти.

Спустя некоторое время коммутаторы пришли на смену привычным однопроцессорным мостам. Причиной этого стала повышенная производительность новых устройств, демонстрируемая ими в процессе передачи кадров между сетевыми сегментами. Если раньше мост был способен иногда даже замедлить сеть, когда его производительность оказывалась меньше интенсивности межсегментных кадровых потоков, то коммутатор с самого начала имел процессоры портов, которые передавали кадры с максимальной описанной в протоколе скоростью.

Когда же ко всем этим преимуществам коммутаторов прибавилась еще и параллельная передача кадров между разными портами, их производительность стала гораздо выше, чем у мостов. Ведь коммутатор может передавать миллионы кадров в секунду, а мост обычно – не более трех-пяти тысяч.

Уже с середины последнего десятилетия ушедшего от нас века обычные мосты тоже стали уходить в прошлое. В наше время их промышленное производство практически остановлено. Постепенно, по мере развития сетевых технологий, коммутаторы стали получать дополнительные функции. В частности, одной из них стала поддержка виртуальных сетей – VLAN, приоритезация трафика, по умолчанию использование магистрального порта и др.

Сейчас применение мостов при построении локально-вычислительных сетей возможно при слишком низкоскоростной связи между удаленными сетями. Это т.н. remote bridge, а именно удаленные мосты, чей алгоритм работы ни в чем не различается со стандартами 802. ID или Source Routing. Кроме передачи кадров. прозрачные мосты способны осуществлять трансляцию протоколов, используемых в локальных сетях, т.е. Ethernet, FDDI и др.

Если вам нужно построение локально-вычислительной сети, способной максимально полно решать нужные вам задачи, обратитесь к нам. Специалисты ALP Group осуществят все работы на должном профессиональном уровне, в оптимальные сроки и по адекватной стоимости.