Что является более важным для организации сети

Из чего состоит сеть. Коротко

Коммутаторы, маршрутизаторы и точки беспроводного доступа являются обязательными составляющими работы сети. Благодаря им устройства, подключенные к сети, могут устанавливать связь друг с другом и другими сетями, в том числе с Интернетом. Коммутаторы, маршрутизаторы и точки беспроводного доступа выполняют совершенно разные функции в сети.

Коммутаторы

Работа большинства корпоративных сетей зависит от коммутаторов. Коммутатор выполняет функции контроллера и подключает компьютеры, принтеры и серверы к сети в здании или комплексе зданий.

Коммутатор позволяет устройствам в сети взаимодействовать друг с другом, а также с другими сетями, формируя сеть общих ресурсов. Благодаря обмену данными и распределению ресурсов коммутаторы позволяют экономить средства и повышать производительность.

При создании сети вы можете выбрать любой из двух основных типов коммутаторов: локальный или с облачным управлением.

С помощью управляемого локального коммутатора вы можете настроить и контролировать локальную сеть, чтобы эффективнее управлять сетевым трафиком.

В вашей компании небольшой ИТ-отдел? Управляя коммутатором из облака, вы сможете упростить управление всей сетью. Воспользуйтесь простым интерфейсом пользователя и управляйте ресурсами сразу нескольких филиалов, а автоматические обновления будут передаваться непосредственно на коммутатор.

Маршрутизаторы

Маршрутизаторы используются для соединения между собой нескольких сетей. Они также подключают компьютеры в этих сетях к Интернету. Благодаря маршрутизаторам все подключенные к сети компьютеры используют одно подключение к Интернету, а значит, вы экономите средства.

Маршрутизатор выполняет функцию диспетчера. Он анализирует данные, отправляемые в сети, выбирает оптимальный маршрут для передачи и направляет по нему данные.

Маршрутизаторы обеспечивают связь вашей компании с остальным миром, защищают информацию от угроз безопасности и даже определяют приоритет одних компьютеров над другими.

Помимо этих основных сетевых функций маршрутизаторы поддерживают и дополнительные функции, которые повышают удобство и безопасность сети. В зависимости от требований к безопасности можно выбрать, например, маршрутизатор с межсетевым экраном, сетью VPN или системой связи по IP.

Точки доступа

Точка доступа обеспечивает подключение устройств к беспроводной сети без использования кабелей. Беспроводная сеть предоставляет удобный доступ в Интернет для новых устройств и гибкую поддержку для мобильных работников.

Точка доступа выполняет функцию усилителя сигнала в сети. Маршрутизатор обеспечивает пропускную способность, а точка доступа расширяет эту пропускную способность, чтобы сеть поддерживала множество устройств, а сами устройства могли дистанционно получать доступ к сети.

Вместе с тем точка доступа не только расширяет зону покрытия Wi-Fi. Она также может предоставлять полезные данные об устройствах в сети, обеспечивать безопасность в проактивном режиме и выполнять многие другие практические задачи.

Точки доступа поддерживают различные стандарты IEEE. Каждый стандарт — это изменение предыдущего стандарта, которое утверждается через некоторое время. Стандарты работают на разной частоте, предоставляют разную пропускную способность и поддерживают разное количество каналов.

Беспроводные сети

Для создания беспроводной сети можно выбрать один из трех типов развертывания: централизованное, конвергентное и облачное. Нужна помощь в выборе подходящего способа развертывания для вашего бизнеса? Проконсультируйтесь со специалистом.

1. Централизованное развертывание

Наиболее распространенный тип беспроводной сети, традиционно используемый на предприятиях, где здания и сети находятся в непосредственной близости. Этот тип развертывания консолидирует беспроводную сеть, упрощает обновления и расширяет функциональные возможности беспроводной сети. Контроллеры устанавливаются централизованно на территории предприятия.

2. Конвергентное развертывание

Для небольших комплексов зданий и филиалов конвергированный тип развертывания обеспечивает согласованное беспроводное и проводное подключение. В ходе развертывания проводная и беспроводная сеть агрегируется единым устройством — коммутатором доступа, который выполняет двойную роль: коммутатора и контроллера беспроводной связи.

3. Облачное развертывание

Эта система использует облако для управления сетевыми устройствами, установленными в различных местах на территории организации. Решение требует использования устройств с облачным управлением Cisco Meraki, которые полностью контролируют сеть через свои панели мониторинга.

Cisco как предмет интерьера

И конечно нужно не забывать о зоне отдыха для сотрудников. Для отдыха, у cisco, есть целый каталог мебели для досуга

Приобрести оборудование Cisco можно по телефону +7-499-350-90-51 или по почте sales@netstore.su.

А ещё вы можете обратиться к нашим онлайн-консультантам.

Что такое сетевая инфраструктура компании и как правильно ее организовать – советы специалистов

Создание и правильная организация сетевой инфраструктуры позволяет решить все перечисленные и многие другие трудности, что просто необходимо принимать во внимание руководителям предприятий.

Составляющие сетевой инфраструктуры:

• Локальная сеть;
• Активное оборудование (коммутатор, конверторы интерфейсов, маршрутизаторы);
• Пассивное оборудование (монтажные шкафы, кабельные каналы, коммутационные панели и др.);
• Компьютеры и периферийные устройства (принтеры, копиры, рабочие станции).

Наиболее важным компонентом сетевой инфраструктуры является локальная вычислительная сеть (ЛВС), отвечающая за объединение и обеспечивающая раздельный пользовательский доступ к вычислительным ресурсам.

Преимущества внедрения ЛВС сложно переоценить. Она позволяет использовать нужную информацию в режиме реального времени, а также подсоединиться к сети интернет, функционирующей в компании.

Технические средства сетевой инфраструктуры

Профессиональное построение сетевой инфраструктуры – гарантия не только эффективного, но и безопасного использования данных. Системы характеризуются присутствием полезных сервисов и коммуникаций, обеспечивающих работу голосовой, видеосвязи.

Первостепенное внимание уделяется вопросам защиты сетевой инфраструктура и корпоративной информации одновременно. Внедрение специальных программ позволяет восстановить работоспособность систем, застраховав тем самым предприятие от катастрофических последствий.

Установка запасного оборудования обеспечивает создание резервных копий данных и дает возможность продолжать работу при выходе основных устройств из строя.

Мониторинг сетевой инфраструктуры

За надлежащие функционирование сетевой инфраструктуры отвечает сетевой администратор, который ежедневно должен выполнять:

• Проверку работоспособности серверов, подключения к интернету, электронной почты, других приложений, а также оргтехники;
• Побочное подключение к серверам;
• Проверку свободного пространства на жестких дисках, оперативной памяти и иных мощностей;
• Проверку осуществления резервного копирования данных.

Непрекращающаяся деятельность направлена на своевременное обнаружение ошибок в работе программного обеспечения и оборудования, что минимизирует риск возникновения критических проблем.

Альтернативой сетевому администратору являются системы автоматического мониторинга, способные выполнять проверку:

• Рабочих станций;
• Серверов;
• Доступности сайтов;
• Клиентских, серверных приложений и служб;
• Принтеров, сканеров и иного сетевого оборудования.

По результатам анализа осуществляется отправка уведомлений и отчетов по электронной почте или SMS, строятся графики и т.д.

Необходимо уделять внимание вопросам технической поддержки и модернизации сетевой инфраструктуры. Это позволяет адекватно реагировать на увеличение объема обрабатываемой корпоративной информации и обеспечивать бесперебойную работу и соответствие системы изменяющимся реалиям.

Аутсорсинг сетевой инфраструктуры

Одним из действенных способов поддержания работоспособности сетевой инфраструктуры на конкретном предприятии является ее аутсорсинг.

Профессиональное внешнее обслуживание сетевой инфраструктуры гарантирует:

• Уменьшение затрат на сопровождение;
• Снижение рисков при реализации профильных проектов;
• Более высокое качество обслуживания.

Всевозрастающая популярность аутсорсинга связана с тем, что сетевая инфраструктура становится все более сложной. Она включает огромное количество программного обеспечения и оборудования, обслуживать которое должен внушительный штат квалифицированных специалистов, а это требует серьезных финансовых затрат.

Если у вас остались вопросы – обращайтесь к нам, специалистам ОЛЛИ, звоните нам +7 (812) 703-30-60 или пишите на zakaz@olly.ru . Мы поможем найти оптимальное для Вас решение!

Что является более важным для организации сети

3. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СОВРЕМЕННЫМ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМ СЕТЯМ

Основные требования, предъявляемые к вычислительным сетям — производительность, надежность, совместимость, управляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость . Наиболее важными из которых являются — производительность и надежность.

Независимо от выбранного показателя качества обслуживания сети существу­ют два подхода к его обеспечению. Первый подход состоит в том, что сеть гарантирует пользователю соблюдение некото­рой числовой величины показателя качества обслуживания. Например, задержка передачи пакетов сетью не будет превышать 150 мс. Или средняя пропускная спо­собность канала не будет ниже 5 Мбит/ с , при этом канал будет разрешать пульсации трафика в 10 Мбит на интервалах времени не более 2 секунд. Технологии frame relay и ATM позволяют строить сети, гарантиру­ющие качество обслуживания по производительности.

Второй подход состоит в том, что сеть обслуживает пользователей в соответствии с их приоритетами: гарантируется не качество обслуживания, а только уровень привилегий. Такое обслуживание называется обслуживанием best effort — «с наибольшим старанием». Сеть старается по возможности более качественно обслужить конечного пользователя, но ничего при этом не гарантирует.

Производительность . Существует несколько основных характеристик производительности сети:

• время реакции;
• пропускная способность;
• задержка передачи и вариация задержки передачи.

Время реакции сети является интегральной характеристикой производительно­сти сети и определяется как интервал времени между воз­никновением запроса к какой-либо сетевой службе и получением на него ответа.

Пропускная способность отражает объем данных, переданных сетью или ее час­тью в единицу времени. Она измеряется либо в битах в секунду, либо в пакетах в секунду. Пропускная способность может быть мгновенной, максимальной и средней.

Средняя пропускная способность вычисляется путем деления общего объема переданных данных на время их передачи, причем выбирается достаточно длитель­ный промежуток времени — час, день или неделя.

Мгновенная пропускная способность отличается от средней тем, что для ус­реднения выбирается очень маленький промежуток времени — например, 10 мс, или 1 с .

Максимальная пропускная способность — это наибольшая мгновенная пропускная способность, зафиксированная в течение периода наблюдения.

Иногда полезно оперировать с общей пропускной способностью сети, которая определяется как среднее количество информации, переданной между всеми узлами сети в единицу времени. Этот показатель характеризует качество сети в целом, не дифференцируя его по отдельным сегментам или устройствам.

Задержка передачи определяется как задержка между моментом поступления пакета на вход какого-либо сетевого устройства или части сети и моментом появле­ния его на выходе этого устройства. Обычно качество сети характеризуют величинами максимальной задержки передачи и вариа­цией задержки.

Одной из первоначальных целей создания распределенных систем, к которым относятся и вычислительные сети, являлось достижение большей надежности по сравнению с отдельными вычислительными машинами.

Готовность или коэффициент готовности ( availability ) означает долю времени, в течение которого система может быть использована. Готовность может быть улучшена введением избыточности в структуру системы: ключевые элементы си­стемы должны существовать в нескольких экземплярах, чтобы при отказе одного из них функционирование системы обеспечивали другие.

Чтобы систему можно было отнести к высоконадежным, она должна обеспечить сохранность данных и защиту их от искажений. Кроме этого, должна поддерживаться согласованность (непротиворечивость) данных, например, если для повышения надежности на нескольких файловых серверах хранится несколько копий данных, то нужно постоянно обеспечивать их идентичность.

Другой характеристикой надежности является вероятность доставки i пакета узлу назначения без искажений. Наряду с этой характеристикой могут использоваться и другие показатели: вероятность потери пакета, вероятность искажения отдельного бита передаваемых данных, отношение потерянных пакетов к доставленным .

Другим аспектом общей надежности является безопасность ( security ), то есть способность системы защитить данные от несанкционированного доступа.

Также характеристикой надежности является отказоустойчивость ( fault tolerance ). В сетях под отказоустойчивостью понимается способность системы скрыть от пользователя отказ отдельных ее элементов. В отказоустойчивой системе отказ одного из ее элементов приводит к некоторому снижению качества ее работы (деградации), а не к полному останову.

Расширяемость ( extensibility ) означает возможность сравнительно легкого до­бавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, служб), наращивания длины сегментов сети и замены существующей аппаратуры более мощной.

Масштабируемость ( scalability ) означает, что сеть позволяет наращивать ко­личество узлов и протяженность связей в очень широких пределах, при этом про­изводительность сети не ухудшается. Для обеспечения масштабируемости сети приходится применять дополнительное коммуникационное оборудование и спе­циальным образом структурировать сеть.

Напри­мер, локальная сеть Ethernet , построенная на основе одного сегмента толстого ко­аксиального кабеля, обладает хорошей расширяемостью, поскольку позволяет легко подключать новые станции. Однако такая сеть имеет ограничение на число станций (не выше 30-40). Наличие такого ограничения и является признаком плохой масштабируемости системы при хорошей расширяе­мости.

Прозрачность ( transparency ) сети достигается в том случае, когда сеть представля­ется пользователям не как множество отдельных компьютеров, связанных между собой сложной системой кабелей, а как единая традиционная вычислительная ма­шина с системой разделения времени.

Поддержка разных видов трафика . Компьютерные сети изначально предназначены для совместного доступа пользователя к ресурсам компьютеров: файлам, принтерам и т. п. 90-е годы стали годами проникновения в компьютерные сети трафика мультимедийных данных, представляющих в цифровой форме речь и видеоизображение.

Главной особенностью трафика, образующегося при динамической передаче носа или изображения, является наличие жестких требований к синхронности передаваемых сообщений. Для качественного воспроизведения непрерывных процессов, необходимо получение сигналов с той же частотой, с которой они были измерены на передающей стороне. При запаздывании сообщений будут наблюдаться искажения.

В то же время трафик компьютерных данных характеризуется крайне неравно­мерной интенсивностью поступления сообщений в сеть («пульсирующий» трафик), поэтому необходимость передавать мультимедийный трафик требует внесения принципиальных изменений как в протоколы, так и оборудование.

Особую сложность представляет совмещение в одной сети традиционного компьютерного и мультимедийного трафика. Передача исключительно мультимедий­ного трафика компьютерной сетью вызывает меньшие трудности. Наибо­лее близки к этой цели сети на основе технологии ATM, разработчики которой изначально учитывали случай сосуществования разных типов трафика в одной сети.

Управляемость сети подразумевает возможность централизованно контролировать состояние основных элементов сети, выявлять и разрешать проблемы, возникаю­щие при работе сети, выполнять анализ производительности и планировать разви­тие сети.

Совместимость или интегрируемость означает, что сеть способна включать в себя самое разнообразное программное и аппаратное обеспечение, то есть в ней могут сосуществовать различные операционные системы, поддерживающие разные стеки коммуникационных протоколов, и работать аппаратные средства и приложения от разных производителей. Сеть, состоящая из разнотипных элементов, называется неоднородной или гетерогенной , а если гетерогенная сеть работает без проблем, то она является интегрированной. Основной путь построения интегрированных сетей — использование модулей, выполненных в соответствии с открытыми стандартами и спецификациями.

Вопросы для самоподготовки

1. Каковы требования, предъявляемые к современным компьютерным сетям?
2. Что такое «пропускная способность сети»? Каковы ее виды?
3. Какие характеристики влияют на пропускную способность сети?
4. Что понимают под «прозрачностью» сети?
5. В чем состоит разница между «расширяемостью» и « масштабируемостью » сети?
6. В чем состоит разница между «гетерогенной» и «интегрированной» сетями?
7. Каковы особенности «компьютерного» и « мультимедийного » трафиков?

WAN — особенности, принципы построения сетей

Для классификации компьютерных сетей используются различные признаки, но чаще всего сети делят по территориальному признаку, то есть по величине территории, которую покрывает сеть.

• Глобальные сети — World Area Networks (WAN). Объединяют территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах. Охватывает большие территории и включает в себя большое число компьютеров.
• Городские сети — Metropolitan Area Networks (MAN). Предназначены для обслуживания территории крупного города — мегаполиса.
• Корпоративные (сети организаций, предприятий) — Enterprise Wide Networks(EWN). Объединяют большое количество компьютеров в территориально распределенных филиалах отдельного предприятия. Корпоративные сети могут быть сложно связаны и покрывать город, регион или даже континент.
• Локальные — Local Area Networks (LAN). К локальным сетям относятся сети компьютеров, сосредоточенные на небольшой территории (обычно в радиусе 1-2 км). В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую одной организации.
• Персональные — Personal Area Networks (PAN). К персональным сетям относятся сети, предназначенные для взаимодействия устройств, принадлежащих одному владельцу на небольшом расстоянии (обычно до 10м).

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков: территориальная распространенность;

• ведомственная принадлежность;
• скорость передачи информации;
• тип среды передачи.

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети: ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории, используются коммерческими бизнес-приложениями, а государственные сети используются в государственных структурах, используются государственными бизнес-приложениями. Программист бизнес-приложений должен ориентироваться в обоих видах сетей. Программист бизнес-приложений зарабатывает в два раза больше других программистов. Все программисты стремятся стать программистом бизнес-приложений. Поэтому нельзя пренебрегать как ведомственными, так и государственными сетями.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся па низко-, средне- и высокоскоростные.

По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Особенности WAN, отличия от LAN

• Связывает компьютеры, рассредоточенные на большом расстоянии — сотен и тысяч километров;
• Протяженность, качество и способ прокладки линий связи: в глобальных сетях часто применяются уже существующие линии связи (телеграфные или телефонные), а в локальных сетях они прокладываются заново;
• Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду), которые как следствие ограничивают набор услуг передачей файлов;
• В условиях низкой надежности физических каналов в глобальных сетях требуются более сложные методы передачи данных и более сложное оборудование;
• В отличие от локальных сетей, рассчитаны на ограниченное число абонентов и используют некачественные каналы связи. В глобальных сетях намного более важно не качество связи, а ее существование.
• Масштабируемость — локальные сети плохо масштабируются из-за привязанности к топологии, глобальные же масштабируются хорошо, так как изначально разрабатывались в расчете на работу с произвольными топологиями.

Принципы построения WAN

Многие глобальные сети построены для конкретной организации и являются закрытыми. Другие, построенные интернет провайдерами, предоставляют соединение из локальной сети организации в интернет. WAN довольно часто построены с использованием выделенных линий (закрытых двунаправленных линий между двумя или более локациями, предоставляемых за определенную месячную плату). На каждом конце выделенной линии, роутер соединяет локальную сеть на его стороне со вторым роутером, имеющим собственную локальную сеть. Однако, выделенные линии могут быть очень дорогими. Поэтому вместо них WAN также могут быть построены c использованием менее дорогой схемы передачи пакетов.

Основными используемыми протоколами в глобальных сетях являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame relay. Ранее был также широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame relay.

Тенденция к сближению локальных и глобальных сетей

Понятно, что глобальные сети имеют множество недостатков, которые хотелось бы оптимизировать. Сближение в методах передачи данных в глобальных и локальных сетях происходит на платформе оптической цифровой (немодулированной) передачи данных по оптоволоконным линиям связи. Из-за резкого улучшения качества каналов связи в глобальных сетях начали отказываться от сложных и избыточных процедур обеспечения корректности передачи данных. Примером могут служить сети Frame relay. В этих сетях предполагается, что искажение бит происходит настолько редко, что ошибочный пакет просто уничтожается, а все проблемы, связанные с его потерей, решаются программами прикладного уровня, которые непосредственно не входят в состав сети Frame relay.

За счет новых сетевых технологий и, соответственно, нового оборудования, рассчитанного на более качественные линии связи, скорости передачи данных в уже существующих коммерческих глобальных сетях нового поколения приближаются к традиционным скоростям локальных сетей (в сетях frame relay сейчас доступны скорости 2 Мбит/с), а в глобальных сетях АТМ и превосходят их, достигая 622 Мбит/с.

С появлением более качественной связи и с увеличением скорости передачи данных, соответственно также нужны новые алгоритмы маршрутизации, оптимальные для новых параметров сетей.

И наконец, появляются новые технологии, изначально предназначенные для обоих видов сетей. Наиболее ярким представителем нового поколения технологий является технология АТМ, которая может служить основой не только локальных и глобальных компьютерных сетей, но и телефонных сетей, а также широковещательных видеосетей, объединяя все существующие типы трафика в одной транспортной сети.

Маршрутизация в WAN

При разработке алгоритмов маршрутизации часто преследуют одну или несколько из перечисленных ниже целей:

• Оптимальность;
• Простота и низкие непроизводительные затраты;
• Живучесть и стабильность;
• Быстрая сходимость;
• Гибкость.

Сами алгоритмы маршрутизации могут быть классифицированы по типам. Например, алгоритмы могут быть:

• Статическими или динамическими;
• Одномаршрутными или многомаршрутными;
• Одноуровневыми или иерархическими;
• С интеллектом в главной вычислительной машине или в маршрутизаторе;
• Внутридоменными и междоменными;
• Алгоритмами состояния канала или вектора расстояний.

Статические алгоритмы маршрутизации вообще вряд ли являются алгоритмами. Распределение статических таблиц маршрутизации устанавливается администратором сети до начала маршрутизации. Оно не меняется, если только администратор сети не изменит его. Алгоритмы, использующие статические маршруты, просты для разработки и хорошо работают в окружениях, где трафик сети относительно предсказуем, а схема сети относительно проста. Т.к. статические системы маршрутизации не могут реагировать на изменения в сети, они, как правило, считаются непригодными для современных крупных, постоянно изменяющихся сетей.

Динамические алгоритмы маршрутизации подстраиваются к изменяющимся обстоятельствам сети в масштабе реального времени. Они выполняют это путем анализа поступающих сообщений об обновлении маршрутизации. Если в сообщении указывается, что имело место изменение сети, программы маршрутизации пересчитывают маршруты и рассылают новые сообщения о корректировке маршрутизации. Динамические алгоритмы маршрутизации могут дополнять статические маршруты там, где это уместно. Например, можно разработать «маршрутизатор последнего обращения» (т.е. маршрутизатор, в который отсылаются все неотправленные по определенному маршруту пакеты). Такой маршрутизатор выполняет роль хранилища неотправленных пакетов, гарантируя, что все сообщения будут хотя бы определенным образом обработаны.

Названия одномаршрутных и многомаршрутных алгоритмов говорят сами за себя. Некоторые сложные протоколы маршрутизации обеспечивают несколько маршрутов к одному и тому же пункту назначения, тем самым увеличивая пропускную способность и надежность. Одномаршрутные же алгоритмы находят лишь один маршрут, что, естесственно, хуже.

Некоторые алгоритмы маршрутизации оперируют в плоском пространстве, в то время как другие используют иерархии маршрутизации. В одноуровневой системе маршрутизации все маршрутизаторы равны по отношению друг к другу. В иерархической системе маршрутизации некоторые маршрутизаторы формируют то, что составляет основу (backbone — базу) маршрутизации. Пакеты из небазовых маршрутизаторов перемещаются к базовым маршрутизаторам и пропускаются через них до тех пор, пока не достигнут общей области пункта назначения. Начиная с этого момента, они перемещаются от последнего базового маршрутизатора через один или несколько небазовых маршрутизаторов до конечного пункта назначения. Основным преимуществом иерархической маршрутизации является то, что она имитирует организацию большинства компаний и следовательно, очень хорошо поддерживает их схемы трафика.

Алгоритмы с интеллектом в главной вычислительной машине или в маршрутизаторе.

Некоторые алгоритмы маршрутизации предполагают, что конечный узел источника определяет весь маршрут. Обычно это называют маршрутизацией от источника. В системах маршрутизации от источника маршрутизаторы действуют просто как устройства хранения и пересылки пакета, без всяких раздумий отсылая его к следующей остановке.

Другие алгоритмы предполагают, что главные вычислительные машины ничего не знают о маршрутах. При использовании этих алгоритмов маршрутизаторы определяют маршрут через объединенную сеть, базируясь на своих собственных расчетах. В первой системе, рассмотренной выше, интеллект маршрутизации находится в главной вычислительной машине. В системе, рассмотренной во втором случае, интеллектом маршрутизации наделены маршрутизаторы.

Внутридоменные или междоменные алгоритмы.

Некоторые алгоритмы маршрутизации действуют только в пределах доменов; другие — как в пределах доменов, так и между ними. Природа этих двух типов алгоритмов различная. Поэтому понятно, что оптимальный алгоритм внутридоменной маршрутизации не обязательно будет оптимальным алгоритмом междоменной маршрутизации.

Алгоритмы состояния канала (известные также как алгоритмы «первоочередности наикратчайшего маршрута») направляют потоки маршрутной информации во все узлы объединенной сети. Однако каждый маршрутизатор посылает только ту часть маршрутной таблицы, которая описывает состояние его собственных каналов.

Алгоритмы вектора расстояния (известные также как алгоритмы Форда-Беллмана) требуют от каждого маршрутизатора посылки всей или части своей маршрутной таблицы, но только своим соседям. Алгоритмы состояния каналов фактически направляют небольшие корректировки по всем направлениям, в то время как алгоритмы вектора расстояний отсылают более крупные корректировки только в соседние маршрутизаторы. Отличаясь более быстрой сходимостью, алгоритмы состояния каналов несколько меньше склонны к образованию петель маршрутизации, чем алгоритмы вектора расстояния. С другой стороны, алгоритмы состояния канала характеризуются более сложными расчетами в сравнении с алгоритмами вектора расстояний, требуя большей процессорной мощности и памяти, чем алгоритмы вектора расстояний.

Принцип работы глобальных сетей

Существуют так называемые «операторы связи», которые содержат собственные каналы и арендуют провайдерам доступ к ним. Собственность каждого оператора, включая все локальные сети провайдеров, подключенные к нему, принято называть «автономной системой».

Автономная система – это ряд связанных между собой машин с единой внутренней политикой маршрутизации (IGP – Internal Gateway Protocol). Сами автономные системы посредством мощных каналов соединяются между собой, образуя единую сеть Internet. Но невозможно передать данные каждому маршрутизатору обо всех остальных роутерах. Поэтому принято выделять так называемые «пограничные шлюзы» автономной системы. Все шлюзы соединяются по единой магистрали и обмениваются данными посредством внешних протоколов маршрутизации (EGP – External Gateway Protocol).

К внутренним протоколам относятся RIP и OSPF.

Прежде чем описать эти протоколы, введем понятие «хоп», использующееся во многих метриках протоколов. Хоп или транзитный участок — участок сети между двумя узлами сети, по которому передаются сетевые пакеты. Обычно используется для определения «расстояния» между узлами. Чем больше хопов — тем сложнее путь маршрутизации и тем «дальше» находятся узлы друг от друга. Например, на иллюстрации ниже количество хопов будет равно 2.

Протокол RIP (Routing Information Protocol) очень прост и универсален, поэтому поддерживается всеми операционными системами и железными маршрутизаторами. Он относится к классу «дистанционно-векторных» протоколов.

Идея RIP очень проста. Каждый маршрутизатор через определенный интервал времени (30 секунд) отсылает информацию о связях своим соседям. Сосед соотносит их со своей базой и добавляет данные, если они актуальны. Таким образом, все роутеры должны знать обо всех своих сетях. Метрика в RIP совпадает с числом хопов до нужной сети. В случае, если метрика равна 16, сеть считается недоступной. Следовательно, протокол может работать с сетью, в которой максимально число шлюзов менее 16.

Бывают случаи, когда происходят внештатные ситуации, получившие названия «зацикливание» и «счет до бесконечности». Зацикливание происходит после отключения одной из сети, когда сторонний роутер оповестит соседа, что сеть доступна через него (в случае, если сосед не успеет оповестить маршрутизатор о недоступности сети). Таким образом, между шлюзами образуется петля.

Чтобы избежать петель, вводят два ограничения в протокол RIP. Первое называется «правилом разделения горизонта». Оно гласит, что маршрутизатор A не должен отправлять данные о сети B, маршрутизатору C, если последний ему сообщил о сети B. Иными словами, роутер не шлет информацию о сети соседу, если изначально получил сведения об этой сети от него. Второе ограничение обязывает шлюз изменить метрику маршрута, если ее разослал тот же самый роутер. Отчасти, эти добавления спасают от петель, но не всегда. Бывает, что маршрутизатор получает ложные данные от стороннего шлюза по цепочке.

Счет до бесконечности происходит в результате несвоевременного оповещения станций. При этом ложный маршрут может существовать, пока метрика сети не станет равной 16.

Более формально, алгоритм работает следующим образом: таблица маршрутизации RIP содержит по записи на каждую обслуживаемую машину. Запись должна включать в себя

• IP-адрес места назначения;
• Метрика маршрута (от 1 до 15; число хопов до места назначения);
• IP-адрес ближайшего маршрутизатора (gateway) по пути к месту назначения;
• Таймеры маршрута.

Периодически (через таймаут) маршрутизатор посылает копию своей маршрутной таблицы всем своим соседям-маршрутизаторам, а те обновляют свои таблицы, если находят более короткий маршрут. На иллюстрации показано финальное состояние после выполнения алгоритма поиска пути от Source до Target:

В процессе алгоритма происходило следующее:

• У Target число хопов равно 0, потому что это расстояние до него самого;
• Затем, когда пройдет таймаут, Target пошлет свою таблицу маршрутизации всем соседям — 70.43.253.42, 71.42.252.40 и 72.42.252.41 (пошлют свои таблицы все роутеры, но только для этого нам интересно что будет);
• У этих его соседей изменится оптимальное расстояние — раньше оно было неизвестно, теперь 1;
• Затем каждый из них пошлет свои таблицы своим соседям, у них число хопов станет равно 2;
• На третьем шаге, дело дойдет до Source, и мы нашли число хопов для него — это 3.

Также обратите внимание на поле Gateway в каждой таблице — благодаря нему можно восстановить весь маршрут.

На смену RIP пришел протокол OSPF, который снимает ограничение в 15 узлов и сводит к минимуму служебный трафик. Он относится к классу протоколов «состояния связей», а его работа складывается в два этапа:

1. Каждый маршрутизатор после включения рассылает информацию по всем своим интерфейсам обо всех своих соседях.

2. После составления полной сетевой картины роутер начинает искать оптимальный маршрут до каждой сети с помощью алгоритма Дейкстры.

Метрика представляет собой уже не число хопов, а пропускную способность канала (время передачи одного бита в 10-наносекундных интервалах). Так, для Ethernet метрика равна десяти, для Fast Ethernet — единице, а для канала 56 Кб/с — 1785. Полная метрика для определенного маршрута является суммой всех промежуточных каналов. При этом OSPF никогда не пропустит пакет через канал в один хоп, если имеется связь, построенная на Fast Ethernet, пусть даже состоящая из 3-4 хопов.

Следует отметить, что OSPF умеет посылать данные сразу по нескольким каналам, тем самым, уменьшая нагрузку на сеть. Однако в этом случае действует ограничение по метрике. Подробно это здесь описывать не будем.

На текущий момент BGP зарегистрирован под четвертой версией и не имеет конкурентов. Общая схема работы BGP такова. BGP-маршрутизаторы соседних АС, решившие обмениваться маршрутной информацией, устанавливают между собой соединения по протоколу BGP и становятся BGP-соседями

Далее BGP использует подход под названием path vector, являющийся развитием дистанционно-векторного подхода. BGP-соседи рассылают друг другу векторы путей (path vectors). Вектор путей, в отличие от вектора расстояний, содержит не просто адрес сети и расстояние до нее, а адрес сети и список атрибутов (path attributes), описывающих различные характеристики маршрута от маршрутизатора-отправителя в указанную сеть.

• OPEN — посылается после установления TCP-соединения. Ответом на OPEN является сообщение KEEPALIVE, если вторая сторона согласна стать BGP-соседом; иначе посылается сообщение NOTIFICATION с кодом, поясняющим причину отказа, и соединение разрывается.
• KEEPALIVE — сообщение предназначено для подтверждения согласия установить соседские отношения, а также для мониторинга активности открытого соединения: для этого BGP-соседи обмениваются KEEPALIVE-сообщениями через определенные интервалы времени.
• UPDATE — сообщение предназначено для анонсирования и отзыва маршрутов. После установления соединения с помощью сообщений UPDATE пересылаются все маршруты, которые маршрутизатор хочет объявить соседу (full update), после чего пересылаются только данные о добавленных или удаленных маршрутах по мере их появления (partial update).
• NOTIFICATION — сообщение этого типа используется для информирования соседа о причине закрытия соединения. После отправления этого сообщения BGP-соединение закрывается.

Примерная схема работы сообщений в BGP выглядит так:

При выборе протокола маршрутизации необходимо взвесить все «за» и «против». С одной стороны, громоздкий OSPF. С другой — никто не мешает использовать RIP второй версии, который научился понимать маски подсети и аутентификацию, чего не умел его предшественник.

Принцип работы глобальных сетей: пример

Представим, что мы сидим в Нью-Йорке и хотим подключиться к серверу, который находится в Санкт-Петербурге по адресу http://neerc.ifmo.ru. Что примерно будет происходить, когда мы наберем адрес и нажем Enter?

В первую очередь в ход идет DNS-сервер: он транслирует сначала поддомены (neerc), обращаясь к локальному провайдеру, затем транслирует основной домен (ifmo.ru), обращаясь в глобальную сеть. Получив IP-адрес сервера, мы знаем, куда надо подключаться. Наш IP тоже известен, поэтому мы спокойно подключаемся, создаем соединение и передаем/получаем нужную информацию.

Возможное примерное развитие событий представлено на картинке. DNS-серверов обычно несколько, в данном случае рассмотрен вариант двух:

Источники информации

• Википедия — WAN;
• Википедия — Leased line;
• Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. В. Олифер, Н. Олифер, 5е издание;
• Сети ЭВМ: протоколы стандарты, интерфейсы. Ю. Блэк; перев. с англ. — М.: Мир, 2005;
• Компьютерные сети. Учебный курс, 2-е изд. — MicrosoftPress, Русская редакция, 2004.