Топологія глобальних мереж

На відміну від локальних, глобальні мережі характеризуються досить складною нерегулярною топологією.

Основу передавального середовища глобальних мереж становлять вузли комутації, пов’язані між собою каналами передачі даних.

Канали передачі даних - це канали зв’язку, пристосовані для передачі дискретної інформації у вигляді масивів даних. При цьому висуваються достатньо високі вимоги до безпомилкової передачі інформації.

Як правило, роботою мережі управляє спеціальний комп’ютер - сервер мережі.

Файл - сервери служать для збереження значних обсягів інформації й організації ефективного доступу до неї з боку робочих станцій.

Сервери доступу (проксі-сервери)- спеціальні комп’ютери, за допомогою яких забезпечується ефективний доступ певної кількості робочих станцій до комп’ютерної мережі.

Кількість і місце розташування вузлів комутації вибирається таким чином, щоб при мінімальних витратах забезпечити необхідну пропускну спроможність мережі передачі даних.

Структура глобальної комп’ютерної мережі

Віртуальні мережі (VLAN)

Комутатор Ethernet фізично сегментує LAN на окремі колізійні домени. Однак кожен сегмент є частиною одного широкомовного домену. Всі сегменти комутатора складають один широкомовний домен. Це означає, що вузол одного сегмента здатний встановити широкомовний режим на всіх вузлах всіх сегментів.

Віртуальна мережа (virtual LAN, VLAN) являє собою логічне об'єднання мережевих пристроїв або користувачів, не обмежене одним фізичним сегментом.

Віртуальна локальна мережа (virtual LAN, VLAN) - група пристроїв у локальній мережі, які сконфігуровані (з використанням керуючого програмного забезпечення) таким чином, що вони можуть обмінюватися інформацією так, ніби вони були з'єднані одним кабелем. У дійсності вони розташовуються в різних сегментах локальної мережі. Оскільки віртуальні мережі ґрунтуються на логічному, а не фізичному з'єднанні, вони є надзвичайно гнучкими.

Пристрої або користувачі VLAN можуть бути згруповані по виконуваних функціях, по приналежності до однієї організації, за характером використовуваних додатків тощо, незалежно від їх фізичного розташування в сегментах. VLAN створює єдиний широкомовний простір, не обмежений фізичним сегментом, і його можна розглядати як підмережу.

Створення мережі VLAN проводиться в комутаторі за допомогою відповідного програмного забезпечення. Мережі VLAN не стандартизовані і вимагають використання ліцензійного програмного забезпечення від виробника комутатора.

Конфігурація типової локальної мережі визначається фізичною інфраструктурою з'єднання пристроїв, які утворюють мережу. Угрупування користувачів здійснюється виходячи з розташування їхніх комп'ютерів по відношенню до концентратора (hub), і ґрунтується на структурі кабелів, прокладених до монтажної шафи. Маршрутизатор, який з'єднує між собою всі концентратори, зазвичай здійснює сегментацію мережі і діє як широкомовний брандмауер (broadcast firewall), в той час як сегменти, створені комутаторами, таку властивість не мають. Такий тип сегментації при угрупованні не враховує взаємозв'язку робочих груп та вимоги до ширини смуги пропускання. Внаслідок цього вони використовують один і той же сегмент і в рівній мірі претендують на одну і ту ж смугу пропускання, хоча вимоги до неї для різних груп і підрозділів можуть значно відрізнятися.

Приклад будови віртуальної мережі

Необхідність в стандартах

До недавнього часу існувала в деякій мірі плутана суміш стандартів, які управляють різними аспектами мережевих середовищ передачі даних. Ці стандарти охоплювали діапазон від правил протипожежної безпеки та будівельних норм до докладних специфікацій електричних характеристик.

Інші стандарти описували методи тестування, які б забезпечували безпечну експлуатацію і працездатність мережі. Перші стандарти, розроблені для мережевих середовищ передачі даних, являли собою в основному корпоративні стандарти, створені різними компаніями. Пізніше відбулося об'єднання численних організацій і урядових установ в рух за регламентацію та введення специфікацій типу кабелю, який можна використовувати в мережах. Протягом двох останніх десятиліть спостерігалося значне зростання глобальних мереж. Переконавшись, що використання мережевих технологій обіцяє суттєву економію грошових коштів і підвищення продуктивності праці, великі організації стали приділяти особливу увагу цьому напрямку. Нові технології та продукти впроваджувалися відразу після їх появи, і тому багато мереж були сформовані з використанням різних апаратних і програмних засобів. Внаслідок цього багато мереж виявилися несумісними і стало складним організовувати обмін інформацією між комп'ютерами, використовуючи різні мережеві специфікації.

Найбільший інтерес представляють стандарти мережевих середовищ передачі даних, що розробляються і випускаються Інститутом інженерів з електротехніки та електроніки (Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE), лабораторією з техніки безпеки (Underwriters Laboratories, UL), Асоціацією електронної промисловості (Electrical Industries Association, EIA) та Асоціацією телекомунікаційної індустрії (Telecommunications Industry Association, TIA). Крім цих груп і організацій випуском специфікацій і технічних вимог, які можуть вплинути на тип кабелю, що використовується в локальній мережі, займаються місцеві, окружні та національні урядові органи та установи.

Для вирішення проблеми сумісності Міжнародна організація по стандартизації (International Organization for Standardization, ISO) досліджувала існуючі схеми мереж. В результаті дослідження була визнана необхідність у створенні еталонної моделі мережі, яка змогла б допомогти постачальникам створювати сумісні мережі. І в 1984 році ISO випустила в світ еталонну модель взаємодії відкритих систем (OSI).

Еталонна модель OS1 швидко стала основною архітектурної моделлю взаємодії між комп'ютерами. Незважаючи на те, що були розроблені і інші архітектурні моделі, більшість постачальників мереж, бажаючи сказати користувачам, що їхні продукти сумісні і здатні працювати з різними виробленими в світі мережевими технологіями, посилаються на їх відповідність еталонної моделі OSI.

Вимоги до сучасних обчислювальних мереж

Головна функція мережі - це забезпечення користувачів потенційною можливістю доступу до розподілених ресурсів всіх комп’ютерів, об’єднаних у мережу.

Всі вимоги пов’язані з виконанням цієї основної задачі.