Логічна структуризація мережі
Фізична структуризація мережі корисна в багатьох відносинах, однак в ряді випадків, зазвичай відносяться до мереж великого і середнього розміру, без логічної структуризації мережі обійтися неможливо. Найбільш важливою проблемою, нерозв'язною шляхом фізичної структуризації, залишається проблема перерозподілу трафіка, що передається між різними фізичними сегментами мережі.
У великій мережі природним чином виникає неоднорідність інформаційних потоків. мережа складається з безлічі підмереж робочих груп. відділів, філій підприємства та інших адміністративних утворень. В одних випадках найбільш інтенсивний обмін даними спостерігається між комп'ютерами, що належать одній підмережі. і тільки невелика частина звернень відбувається до ресурсів комп'ютерів, що знаходяться поза локальних робочих груп. На інших підприємствах, особливо там, де є централізовані сховища корпоративних даних, активно використовуються усіма співробітниками підприємства, спостерігається зворотна ситуація: інтенсивність зовнішніх звернень вище інтенсивності обміну між "сусідніми" машинами. Але незалежно від того, як розподіляються зовнішній і внутрішній трафік, для підвищення ефективності роботи мережі неоднорідність інформаційних потоків необхідно враховувати.
Мережа з типовою топологією ( "шина", "кільце", "зірка"), в якій всі фізичні сегменти розглядаються в якості однієї розділяється середовища. виявляється неадекватною структурі інформаційних потоків у великій мережі. Наприклад, в мережі із загальною шиною взаємодія будь-якої пари комп'ютерів займає її на весь час обміну, тому при збільшенні числа комп'ютерів в мережі шина стає вузьким місцем. Комп'ютери одного відділу вимушені чекати, коли завершить обмін пара комп'ютерів іншого відділу.
Мал. 8.5. Фізична структуризація на основі концентраторів.
Така ситуація виникає через те, що логічна структура даної мережі залишилася однорідною - вона ніяк не враховує можливість локальної обробки трафіку всередині відділу і надає всім парам комп'ютерів рівні можливості по обміну інформацією (ріс.8.6).
Мал. 8.6. Логічна структура продовжує відповідати "загальній шині".
Неважко помітити, що в запропонованому рішенні ми відмовилися від ідеї загальної розділяється середовища в межах всієї мережі. хоча і залишили її в межах кожного відділу. Пропускна спроможність ліній зв'язку між відділами не повинна збігатися з пропускною спроможністю середовища усередині відділів. Якщо трафік між відділами становить тільки 20% трафіку всередині відділу (як вже зазначалося, ця величина може бути інший), то і пропускна спроможність ліній зв'язку і комунікаційного устаткування. з'єднує відділи, може бути значно нижче внутрішнього трафіку мережі відділу.
Мал. 8.7. Відмова від єдиної розділяється середовища.
Поширення трафіку, призначеного для комп'ютерів деякого сегмента мережі. тільки в межах цього сегмента, називається локалізацією трафіку. Логічна структуризація мережі - це процес розбиття мережі на сегменти з локалізованим трафіком.
Для логічної структуризації мережі використовуються комунікаційні пристрої:
На рис. 8.8 показана мережа. яка була отримана з мережі з центральним концентратором (див. рис. 8.5) шляхом його заміни на міст. Мережі 1-го і 2-го відділів складаються з окремих логічних сегментів, а мережа відділу 3 - з двох логічних сегментів. Кожен логічний сегмент побудований на базі концентратора і має найпростішу фізичну структуру. утворену відрізками кабелю, що зв'язують комп'ютери з портами концентратора. Якщо користувач комп'ютера А пошле дані користувачеві комп'ютера В, що знаходиться в одному з ним сегменті, то ці дані будуть повторені тільки на тих мережеві інтерфейси. які відзначені на малюнку заштрихованими кружками.
Мал. 8.8. Логічна структуризація мережі за допомогою моста.
Комутатор (switch) за принципом обробки кадрів від моста практично нічим не відрізняється. Єдина його відмінність полягає в тому, що він є свого роду комунікаційним мультипроцесором. так як кожен його порт оснащений спеціалізованої мікросхемою, яка обробляє кадри по алгоритму моста незалежно від мікросхем інших портів. За рахунок цього загальна продуктивність комутатора звичайно набагато вище продуктивності традиційного моста. має один процесорний блок. Можна сказати, що комутатори - це мости нового покоління, які обробляють кадри в паралельному режимі.
Мал. 8.9. Логічна структуризація мережі за допомогою маршрутизаторів.
Крім локалізації трафіку. маршрутизатори виконують ще багато інших корисних функцій. Так, маршрутизатори можуть працювати в мережі із замкнутими контурами, при цьому вони здійснюють вибір найбільш раціонального маршруту з декількох можливих. Мережа. представлена на рис. 8.9. відрізняється від своєї попередниці (див. рис. 8.8) тим, що між підмережами відділів 1 і 2 прокладена додаткова зв'язок. яка може використовуватися для підвищення як продуктивності мережі. так і її надійності.
Інший дуже важливою функцією маршрутизаторів є їх здатність зв'язувати в єдину мережу підмережі. побудовані з використанням різних мережевих технологій. наприклад Ethernet і X.25.
Крім перерахованих пристроїв, окремі частини мережі може з'єднувати шлюз (gateway). Зазвичай основною причиною використання шлюзу в мережі є необхідність об'єднати мережі з різними типами системного і прикладного програмного забезпечення, а не бажання локалізувати трафік. Проте, шлюз забезпечує і локалізацію трафіка як деякий побічний ефект.
Великі мережі практично ніколи не будуються без логічної структуризації. Для окремих сегментів і підмереж характерні типові однорідні топології базових технологій. і для їх об'єднання завжди використовується обладнання, що забезпечує локалізацію трафіка. мости. комутатори. маршрутизатори і шлюзи.