Иерархическая сетевая модель

Коммутация в цифровых сетях

Для предприятий малого и среднего бизнеса коммуникации на основе передачи данных, голоса и видео является критически важной составляющей ведения бизнеса. Следовательно, правильно спроектированная ЛВС (LAN) – это фундаментальное требование в бизнес-производстве. Специалисты в сфере сетевых технологий и системные администраторы должны быть способными определять правильно спроектированные сети и выбирать соответствующие устройства для поддержки сетевых спецификаций для малого и среднего бизнеса.

Вторая тема курса "Сетевые технологии, системы коммутации и протоколы" посвящена изучению архитектуры коммутируемой LAN и некоторых принципов, которые используются для проектирования иерархической сети с конвергенцией услуг.

Архитектура коммутируемой LAN

Иерархическая сетевая модель

При построении сети, которая удовлетворяет потребности предприятий малого и среднего бизнеса, наилучшим и наиболее успешным решением является использование иерархической модели проектирования сети. В сравнении с другими моделями проектирования сетей иерархическая сеть является более простой в управлении, более масштабируемой, решение проблем при этом возможно найти более быстро.

Иерархическая сетевая модель предполагает разделение сети на отдельные уровни. Каждый из уровней предоставляет специфические функции, которые определяют его роль во всей сети. При разделении разнообразных сетевых функций на уровни архитектура сети становится модульной, что обеспечивает масштабируемость и производительность сети. Типичная иерархическая структура сети разделяется на три уровня: уровень доступа, уровень распределения и уровень ядра (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 – Трехуровневая иерархическая сетевая модель

Уровень доступа (рис. 2.2) обеспечивает интерфейс для оконечных устройств, таких как персональные компьютеры, принтеры, IP-телефоны, предоставляя им доступ к остальным уровням сети. Уровень доступа может содержать маршрутизаторы, коммутаторы, мосты, концентраторы и беспроводные точки доступа. Основной задачей уровня доступа является обеспечение средств подключения устройств к сети и контроля того, каким устройствам разрешено использование этих средств подключения.

Уровень распределения агрегирует (группирует) данные, полученные от коммутаторов уровня доступа, перед тем, как они будут переданы уровню ядра для маршрутизации к пункту назначения. Уровень распределения контролирует поток сетевого трафика на основе политик и устанавливает границы широковещательных доменов, выполняя функции маршрутизации между виртуальными сетями (VLAN), которые определены на уровне доступа (рис. 2.3).

Рисунок 2.3 – Уровень распределения

Широковещательный домен – это совокупность всех устройств, которые получают широковещательные сообщения, исходящие от любого устройства из этой совокупности. Эти домены обычно ограничены маршрутизаторами, так как маршрутизаторы не перенаправляют широковещательные сообщения.

Виртуальные сети (VLAN) позволяют сегментировать трафик на коммутаторе по отдельным подсетям. К примеру, в университете возможно разделить трафик по факультету, студентам и посетителям (гостям). Коммутаторы уровня распределения обычно представляют собой высокопроизводительные устройства с высокой доступностью и резервированием, что обеспечивает необходимую надежность.

Уровень ядра (рис. 2.4) в иерархической модели сети представляет собой высокоскоростную магистраль объединенной сети. Уровень ядра является критически важным для решения задачи соединения устройств уровня распределения, поэтому очень важно, чтобы ядро сохраняло высокую доступность и строилось на основе принципов резервирования связи. Ядро агрегирует трафик от всех устройств уровня распределения, поэтому он должен быть способен пропускать большие объемы данных с минимальными задержками.

Рисунок 2.4 – Ядро сети

В небольших сетях практикуется использование модели со сколлапсированным ядром – когда уровень представления и уровень ядра объединяются в один.