Основы инфокоммуникационных сетей.оборудование (тема 1)

(технология локальных сетей). В первых сетях Ethernet (10Base-2 и 10Base-5) использовалась шин­ная топология, когда каждый компьютер соединялся с другими устройст­вами с помощью единого коаксиального кабеля, используемого в качест­ве среды передачи данных. Сетевая среда была разделяемой и устройства, прежде чем начать передавать пакеты данных, должны были убедиться, что она свободна.
Разработка стандарта 10Base-T с топологией типа «звезда», в которой каждый узел подключался отдельным кабелем к центральному устройству — концентратору (hub). Концентратор работал на физическом уровне модели OSI и повторял сигналы, поступавшие с одного из его портов на все остальные активные порты, предварительно восстанав­ливая их. Использование концентраторов позволило повысить надежность сети, т.к. обрыв какого-нибудь кабеля не влек за собой сбой в работе всей се­ти. Среда передачи оставалась разделяемой. Помимо этого, общее количество концентраторов и соединяемых ими сегментов сети было ограничено из-за временных задержек и других причин.

группы (сегменты) в соответствии с их физическим размещением с целью уменьшения количества клиентов, соперничающих за полосу пропускания, была решена с помощью устройства, называемого мостом (bridge). Мост был разработан компанией Digital Equipment Corporation (DEC) в начале 1980-х годов и представлял собой обычно двухпортовое устройство канального уровня модели OSI (рис. 1.1), предназначенное для объединения сегментов сети. В отличие от концентратора, мост не просто пересылал пакеты данных из одного сегмента в другой, а анализировал и передавал их только в том случае, если такая передача действительно была необходима, то есть адрес рабочей станции назначения принадлежал другому сегменту. Таким образом, мост изолировал трафик одного сегмента от трафика другого, уменьшая домен коллизий и повышая общую производительность сети.

Ethernet - интеллектуальные устройства со специализиро­ванными процессорами для обработки и перенаправления пакетов на вы­соких скоростях и реализации таких функций, как организация резерви­рования и повышения отказоустойчивости сети, агрегирование каналов, создание виртуальных локальных сетей (VLAN), маршрутизация, управ­ление качеством обслуживания (Quality of Service, QoS), обеспечение без­опасности и многих других.
С появлением стандарта IEEE 802.3af-2003 PoE, описывающего техно­логию передачи питания по Ethernet (Power over Ethernet, PoE), разработчи­ки начали выпускать коммутаторы с поддержкой данной технологии, что позволило использовать их в качестве питающих устройств для IP-телефонов, Интернет-камер, беспроводных точек доступа и другого оборудования.
С ростом популярности технологий беспроводного доступа в корпо­ративных сетях производители оборудования выпустили на рынок уни­фицированные коммутаторы с поддержкой технологии PoE для питания подключаемых к их портам точек беспроводного доступа и централизо­ванного управления как проводной, так и беспроводной сетью.

1.1. Эволюция локальных сетей

передачей данных, коммутатор начинает изучать расположение подключенных к нему сетевых устройств путем анализа МАС- адресов источников получаемых кадров. Например, если на порт 1 коммутатора, показанного на рис. 1.3, поступает кадр от узла А, то он создает в таблице коммутации запись, ассоциирующую МАС-адрес узла А с номером входного порта. Записи в таблице коммутации создаются динамически. Это означает, что, как только коммутатором будет прочитан новый МАС-адрес, то он сразу будет занесен в таблицу коммутации. Дополнительно к МАС-адресу и ассоциированному с ним порту в таблицу коммутации для каждой записи заносится время старения (aging time). Время старения позволяет коммутатору автоматически реагировать на перемещение, добавление или удаление сетевых устройств. Каждый раз, когда идет обращение по какому-либо МАС-адресу, соответствующая запись получает новое время старения. Записи, к которым не обращались долгое время, из таблицы удаляются. Это позволяет хранить в таблице коммута­ции только актуальные МАС-адреса, что уменьшает время поиска соответствующей записи в ней и гарантирует, что она не будет использовать слишком много системной памяти.
Помимо динамического создания записей в таблице коммутации в процессе самообучения коммутатора, существует возможность создания статических записей таблицы коммутации вручную. Статическим записям, в отличие от динамических, не присваивается время старения, поэтому время их жизни не ограничено. Статическую таблицу коммутации удобно использовать с целью повышения сетевой безопасности, когда необходимо гарантировать, что только устройства с определенными МАС-адресами могут подключаться к сети. В этом случае необходимо отключить автоизучение МАС-адресов на портах коммутатора.

ба­зовыми из которых являются:

изучение возможных точек отказа сети. Для того чтобы единичный отказ не мог изолировать какой-либо из сегментов сети, в ней может быть предусмотрена избыточность. Под избыточностью понимается резервирование жизненно важных компонентов сети и распределение нагрузки. Так, в случае отказа в сети может существовать альтернативный или резервный путь к любому ее сегменту. Распределение нагрузки используется в том случае, если к пункту назначения име­ется два или более пути, которые могут использоваться в зависимо­сти от загруженности сети. Требуемый уровень избыточности сети меняется в зависимости от ее конкретной реализации;
определение типа трафика сети. Например, если в сети используются клиент-серверные приложения, то поток вырабатываемого ими трафика является критичным для эффективного распределения ресурсов, таких как количество клиентов, использующих определенный сервер, или количество клиентских рабочих станций в сегменте;
анализ доступной полосы пропускания. Например, в сети не должно быть большого различия в доступной полосе пропускания между различными уровнями иерархической модели. Важно помнить, что иерархическая модель ссылается на концептуальные уровни, которые обеспечивают функциональность;
создание сети на базе иерархической или модульной модели. Иерархия позволяет объединить через межсетевые устройства отдельные сегменты, которые будут функционировать как единая сеть. Фактическая граница между уровнями не обязательно должна проходить по физическому каналу связи — ею может быть и внутренняя магистраль определенного устройства.

и включает в себя три логических уровня (рис. 1.4):
уровень доступа (access layer);
уровень распределения/агрегации (distribution layer);
уровень ядра (core layer).