Трохи про структуризацію мережі Для побудови найпростішої односегментной мережі досить
мати мережеві адаптери і кабель відповідного типу. Але навіть у цьому випадку часто
використовуються додаткові пристрої - повторювачі сигналів, що дозволяють
подолати обмеження на максимальну довжину кабельного сегмента. Основна функція
повторювача (repeater), як це випливає з його назви - повторення сигналів,
що надходять на один з його портів, на всіх інших портах (Ethernet) або
на наступному в логічному кільці порте (Token Ring, FDDI) синхронно з вхідними
сигналами. Повторювач поліпшує електричні характеристики сигналів та їх синхронність,
і за рахунок цього з'являється можливість збільшувати загальну довжину кабелю
між самими віддаленими в мережі станціями. Багатопортовий повторювач часто називають
концентратором (hub), що відображає той факт, що даний пристрій реалізує
не тільки функцію повторення сигналів, але й концентрує в одному центральному
пристрої функції об'єднання комп'ютерів в мережу. Практично у всіх сучасних
мережевих стандартах концентратор є необхідним елементом мережі, що з'єднує
окремі комп'ютери в мережу. Відрізки кабелю, що з'єднують два комп'ютери
або будь-які два інших мережевих пристрої, називаються фізичними сегментами.
Таким чином, концентратори і повторювачі, які використовуються для додавання
нових фізичних сегментів, є засобом фізичної структуризації
мережі. Концентратори утворюють з окремих фізичних відрізків кабелю загальну середу
передачі даних - логічний сегмент. Логічний сегмент також називають доменом
колізій, оскільки при спробі одночасної передачі даних будь-яких двох комп'ютерів
цього сегмента, хоча б і належать різним фізичним сегментах, виникає
блокування передавальної середовища. Слід особливо підкреслити, що яку б складну
структуру не утворювали концентратори, наприклад, шляхом ієрархічного
з'єднання, всі комп'ютери, підключені до них, утворюють єдиний логічний сегмент,
в якому будь-яка пара взаємодіючих комп'ютерів повністю блокує можливість
обміну даними для інших комп'ютерів. Що ж таке концентратор? hub
[hлb] маточина (колеса). Англо-російський словник Концентратор - це багатопортовий
повторювач мережі з автосигментацією. Усі порти концентратора рівноправні. Отримавши
сигнал від однієї з підключених до нього станцій, концентратор транслює його
на усі свої активні порти. При цьому, якщо на якому-небудь з портів виявлена
несправність, те цей порт автоматично відключається (сегментується), а після
її усунення знову робиться активним. Автосигментацією необхідна для підвищення
надійності мережі. Обробка колізій і поточний контроль стану каналів зв'язку
зазвичай здійснюється самим концентратором. Концентратори можна використовувати
як автономні чи пристрої з'єднувати один з одним, збільшуючи тим самим розмір
мережі і створюючи більш складні топології. Крім того, можливо їхнє з'єднання
магістральним кабелем в шинну топологію. Тому що логіка доступу до поділюваного
середовищі істотно залежить від технології, то для кожного типу технології випускаються
свої моделі - концентратори Ethernet, концентратори Token Ring, концентратори
FDDI, концентратори VG-AnyLAN. Концентратор - це узагальнена назва пристроїв,
утворюють поділювану середу незалежно від типу що реалізується протоколу.
Для конкретного протоколу іноді використовується своє, вузьке назва цього пристрою,
відображає більш точно його функції, або ж використовується в силу традицій,
наприклад, як назва MAU для концентраторів Token Ring. Призначення концентраторів
- Об'єднання окремих робочих місць у робочу групу в складі локальної
мережі. Для робочої групи характерні наступні ознаки: визначена територіальна
зосередженість; колектив користувачів робочої групи вирішує подібні
завдання, використовує однотипне програмне забезпечення і загальні інформаційні
бази; в межах робочої групи існують загальні вимоги щодо забезпечення
безпеки і надійності, відбувається однаковий вплив зовнішніх джерел
збурень (кліматичних, електромагнітних і т. п.); спільно використовуються
високопродуктивні периферійні пристрої; звичайно містять свої локальні
сервери, нерідко територіально розташовані на території робочої группи.Концентратори
і модель OSI Концентратори працюють на фізичному рівні (Рівень 1 базової
еталонної моделі OSI). Тому вони не чуттєві до протоколів верхніх
рівнів. Результатом цього є можливість спільного використання різних
операційних систем (Novell NetWare, SCO UNIX, EtherTalk, LAN Manager і пр.,
сумісні з мережами Ethernet чи IEEE 802.3). Є, щоправда, певний «тиск»
на хазяїна мережі при використанні програм керування мережею: керуючі
програми, як правило, використовують для зв'язку з SNMP устаткуванням протокол
IP. Тому в частині керування мережею приходиться використовувати тільки цей протоколи
і відповідно операційні оболонки на станціях керування мережею. Але це
не дуже серйозний тиск, тому що протокол IP є, напевно, найбільш популярним.Общіе
властивості концентраторів Більшість концентраторів володіють наступними
характерними експлуатаційними ознаками: * оснащені світлодіодними індикаторами,
що вказують стан портів (Port Status), наявність колізій (Collisions),
активність каналу передачі (Activity), наявність несправності (Fault) і наявність
харчування (Power), що забезпечує швидкий контроль стану всього концентратора
і діагностику несправностей * при включенні електроживлення виконують процедуру
самотестування, а в процесі роботи - функцію самодіагностики * мають стандартний
розмір по ширині - 19 дюймів; * забезпечують автосигментацією портів для ізоляції
несправних портів і поліпшення схоронності мережі (network integrity) * виявляють
помилку полярності при використанні кабелю на кручений парі й автоматично
перемикають полярність для усунення помилки монтажу * підтримують конфігурації
із застосуванням декількох концентраторів, з'єднаних один з одним або за допомогою
спеціальних кабелів і stack-портів, або тонкої коаксіальної магістралі,
включеної між портами BNC, або за допомогою оптоволоконного або товстого
коаксіального кабелю підключеного через відповідні трансивери до порту AUI,
або за допомогою UTP-кабелів, підключених між портами концентраторів * підтримують
мовний зв'язок і передачу даних через той самий кабельний джгут *
прозорі для програмних засобів мережної операційної системи * можуть бути змонтовані
і введені в дію протягом кількох мінутРазновідності концентраторів
Концентратори початкового рівня - п'яти-, восьми-, рідше дванадцяти-, шестнадцатітіпортовие
концентратори. Часто мають додатковий BNC-, рідше AUI-порт.
Не забезпечує можливості керування ні через консольний порт (зважаючи на його відсутність),
ні по мережі (через відсутність SNMP-модуля). Чи є простим і дешевим
рішенням для організації робочої групи невеликого розміру. Концентратори
середнього класу - дванадцяти-, шістнадцяти-, двадцатічетирехпортовие концентратори.
Мають консольний порт, часто додаткові BNC-і AUI-порти. Цей тип концентраторів
надає можливості для позасмугового управління мережею (out-of-band
management) через консольний порт RS-232 під керуванням якої-небудь стандартної
термінальної програми, що дає можливість конфігурувати інші порти
і зчитувати статистичні дані концентратора. Цей тип концентраторів позиціонують
для побудови мереж у діапазоні від малих до середніх, які в подальшому
будуть розвиватися і зажадають введення програмного управління. SNMP-керовані
концентратори - дванадцяти-, шістнадцяти-, двадцатічетирех-і сокоравосьміпортовие
концентратори. Їх відрізняє не тільки наявність консольного порту RS-232
для управління, але і можливість здійснення керування і збір статистики
по мережі з використанням протоколів SNMP/IP або IPX. Власнику подібного концентратора
стають доступними наступні збір статистики на вузлах мережі (концентраторах),
її первинна обробка й аналіз: ідентифікуються головні джерела повідомлень
(top talkers), найбільш активні користувачі (heavy users), джерела
помилок і комунікаційні пари (communications pairs). Ці типи концентраторів
доцільно застосовувати для побудови локальних мереж у діапазоні від середніх
і вище, що, безумовно, будуть розвиватися. Ці мережі завжди вимагають програмного
управління мережею, у тому числі віддаленого. BNC-концентратори або концентратори
ThinLAN - багатопортовий повторювачі для тонких коаксіальних кабелів, використовуваних
в мережах стандартів 10Base2. Вони мають у своєму складі порти BNC і, як
правило, один порт AUI, часто підтримують SNMP-протоколи. Вони, як і концентратори
10Base-T, сегментують порти (вимикаючи при цьому не одну станцію, а абонентів
всього фізичного сегмента) і транслюють вхідні пакети в усі порти. На кожен
BNC-порт поширюються всі ті ж обмеження, що і на фрагмент мережі стандарту
10Base-2: підтримується робота сегментів тонкого коаксіального кабелю
довжиною до 185 метрів на кожен порт, забезпечується до 30 мережних з'єднань
на сегмент, включаючи «порожні T-коннектори»; якщо відбудеться порушення цілісності
кабельного сегмента, цей сегмент виключається з роботи, але інша
частина концентратора буде продовжувати функціонувати. Сфера застосування концентраторів
даного типу - модернізація старих мереж стандарту 10Base2 з метою підвищення
їх надійності, модернізація мереж, що досягли обмежень на застосування повторювачів
і не вимагають частих змін. 10/100Hubs з'явилися останнім часом.
Якщо просто читати рекламу про них, то можна "потрапити в засідку». Справа в тому,
що концентратори не вміють буферізіровать пакети, а тому не можуть погоджувати
різні швидкості. Тому, якщо до такого концентратора підключена хоча б
одна станція стандарту 10Base-T, те всі порти будуть працювати на її швидкості. За
чутками, вже існують концентратори, що підтримують дві швидкості одночасно.
Можливо, в цьому випадку словом «концентратор» виробник називає якесь проміжне
пристрій (щось середнє між концентратором і комутатором), як,
наприклад, MicroLAN фірми Cabletron Systems.Дополнітельние функції Redundant
link. Концентратори середнього класу і SNMP-керовані концентратори підтримують
одну надлишкову зв'язок (redundant link) на кожен концентратор для створення резервних
зв'язків (back-up link) між будь-якими двома концентраторами. Це забезпечує
відмовостійкість мережі на апаратному рівні. Резервна зв'язок представляє
собою окремий кабель, змонтований між двома концентраторами. Використовуючи
консольний порт концентратора, треба просто задати конфігурацію основного
каналу зв'язку і резервного каналу зв'язку одного з концентраторів. Резервний канал
зв'язку автоматично деблокуючих при відмові основного каналу зв'язку двох концентраторів.
Не дивлячись на те, що концентратор може контролювати тільки одну
резервну зв'язок, він може перебувати на віддаленому кінці однієї резервної зв'язку та
на контролюючому кінці резервної зв'язку з іншим концентратором. Після усунення
несправності на основному кабельному сегменті, основна зв'язок не відновить
роботу автоматично. Для відновлення роботи головної зв'язку доведеться використовувати
консоль чи концентратора натиснути кнопку Reset на його корпусі. «Зв'язковий біт»
у концентраторів являє собою періодичний імпульс тривалістю 100 наносекунд,
що посилається через кожні 16 мілісекунд. Він не впливає на трафік мережі.
Зв'язковий біт посилається в той період, коли мережа не передає дані. Ця функція
здійснює поточний контроль схоронності UTP-каналу. Цю функцію слід використовувати
у всіх можливих випадках і блокувати її тільки тоді, коли до порту
концентратора приєднується пристрій, не підтримує її, наприклад, обладнання
типу HP StarLAN 10. Забезпечення таємності в мережах, побудованих з використанням
концентраторів, досить невдячне заняття, оскільки концентратор
за визначенням є широкомовним пристроєм. Але при необхідності
адміністратора мережі можуть бути доступні наступні засоби: блокування невикористовуваних
портів (шляхом спотворення поля даних у кадрах, повторюваних на портах,
що не містять комп'ютера з адресою призначення), установка пароля на консольний
порт, установка шифрування інформації на кожному з портів (деякі моделі мають
цю можливість). Багатофункціональні модульні концентратори При побудові
складної мережі можуть бути корисні всі типи комунікаційних пристроїв: і концентратори,
і мости, і комутатори, і маршрутизатори (мережеві адаптери виключені з
цього списку, тому що вони необхідні завжди). Найчастіше окреме комунікаційне
пристрій виконує тільки одну основну функцію, представляючи собою
або повторювач, або міст, або комутатор, або маршрутизатор. Але це не завжди
зручно, тому що в деяких випадках більш раціонально мати в одному корпусі
багатофункціональний пристрій, що може поєднувати ці базові функції і тим
самим дозволяє розробнику мережі використовувати його більш гнучко. В ідеалі можна
уявити собі універсальне комунікаційне пристрій, що має достатню
кількість портів для підключення мережних адаптерів, які об'єднуються в
групи з програмованими функціями взаємовідносин між собою (за алгоритмом
повторювача, комутатора або маршрутизатора). Однак відомо, що будь-яка універсалізація
завжди шкодить якості виконання вузьких спеціальних функцій і, можливо
тому, на сучасному рівні розвитку техніки таке повністю універсальне
пристрій поки не з'явилося, хоча окреме поєднання функцій в одному пристрої
іноді виконується. Так маршрутизатори часто можуть працювати і в якості
мостів, в залежності від того, як налаштоване адміністратором їх програмне
забезпечення. А ось функції повторювача вимагають високої швидкодії, яке
може бути досягнуто тільки на суто апаратному рівні. Тому функції
повторювача не поєднуються з функціями моста або маршрутизатора. Для суміщення
функцій може бути використаний інший підхід. У спеціальних пристроях - модульних
концентраторах - окремі компоненти, що виконують одну з трьох описаних
основних функцій, реалізовані у вигляді модулів, які встановлюються в загальному корпусі.
При цьому міжмодульних зв'язку організовуються не зовнішнім чином, як це робиться,
коли модулі являють собою окремі пристрої, а за внутрішніми шинам
єдиного пристрою. Модульні багатофункціональні пристрої часто називають концентраторами,
підкреслюючи їх централізують роль в мережі. При цьому термін «концентратор»
використовується не як свого роду синонім терміна «повторювач», а в більш
широкому сенсі. Потрібно добре розуміти в кожному конкретному випадку функціональне
призначення окремих модулів такого концентратора. Залежно від комплектації
модульний багатофункціональний концентратор може поєднувати функції і повторювача
(причому різних технологій), і мосту, і комутатора, і маршрутизатора,
а може виконувати і тільки одну з ніх.Коммутатор або концентратор? При побудові
невеликих мереж, що становлять нижній рівень ієрархії корпоративної мережі,
питання про застосування того чи іншого комунікаційного пристрою зводиться до питання
про вибір між концентратором або комутатором. При відповіді на це питання потрібно
брати до уваги кілька чинників. Безумовно, важливе значення
має вартість за порт, яку потрібно заплатити при виборі пристрою. З технічних
міркувань в першу чергу потрібно прийняти до уваги існуючий розподіл
трафіку між вузлами мережі. Крім того, потрібно враховувати перспективи
розвитку мережі: будут чи невдовзі застосовуватися мультимедійні додатки,
чи буде модернізуватися комп'ютерна база. Якщо так, то потрібно вже сьогодні забезпечити
резерви по пропускній здатності застосовуваного комунікаційного устаткування.
Використання технології Intranet також веде до збільшення об'ємів трафіку,
циркулює в мережі, і це також необхідно враховувати при виборі пристрою.
При виборі типу пристрою - концентратор або комутатор - потрібно ще визначити
і тип протоколу, який будуть підтримувати його порти (або протоколів,
якщо йде мова про комутаторі, так як кожен порт може підтримувати окремий
протокол). Досить складний вибір комунікаційного пристрою для мережі з виділеним
сервером. Для ухвалення остаточного рішення потрібно брати до уваги
перспективи розвитку мережі відносно руху до збалансованого трафіку. Якщо
в мережі незабаром може з'явитися взаємодія між робочими станціями, або
ж другий сервер, то вибір необхідно робити на користь комутатора, який зможе
підтримати додатковий трафік без шкоди по відношенню до основного. На користь
комутатора може зіграти і фактор відстаней - застосування комутаторів не обмежує
максимальний діаметр мережі величинами в 2500 м або 210 м, які визначають
розміри домену колізій при використанні концентраторів Ethernet і Fast
Ethernet.Особенності національного управління Як у Росії примудряються красти,
коли ніде немає грошей, немає чого вкрасти? Все дуже просто: на Заході крадуть з
прибутку, а у нас - з видатків. Сумний анекдот Російських мережевих адміністраторів
з концентраторами пов'язують особливо теплі почуття, і ось чому. Перерахую
ще раз основні критерії, якими бажано керуватися при виборі
комунікаційного пристрою: * Вартість * Розподіл трафіку * Тип протоколу *
Перспективи розвитку мережі * Фактор відстаней А ось як (я, звичайно, перебільшую)
той же список виглядає в очах типового російського керівника, що приймає
рішення про покупку устаткування для малої мережі: * Вартість На розподіл трафіку
закривають очі, тип протоколу та геометричну конфігурацію мережі вибирають,
виходячи з того, яке обладнання коштує менше, а про перспективи розвитку
замислюватися взагалі не прийнято. У результаті купується обладнання, яке
дешевше «тут і зараз», «лише б працювало». Природно, самої популярної мережевої
технологією є Thin Ethernet, самим популярним програмним забезпеченням
сервера (до недавнього часу) - Novell NetWare, а без яких-небудь додаткових
пристроїв намагаються обійтися з-за всіх сил, поки вся мережа поміщається в
одному фізичному сегменті. І як же відповідає типовий керівник на запитання «концентратор
або комутатор »? Те, що дешевше! Звичайно, концентратор, причому нерідко
з таким числом портів, якого вистачає тільки «впритул». Ось така мила
національна традиція. Ні, все ж традиції пора міняти. Пора системного адміністратора
пояснювати своєму начальнику, що економія зараз обернеться ще більшими
витратами через пару років. Я ні в якому разі не хотів образити нікого з керівників.
Приємно усвідомлювати, що з правил є і виключення, і, на щастя,
таких винятків з часом стає все більше.