Architectonisch principe van netwerkconstructie. Netwerk architectuur

Architectuur verwijst naar de organisatie van de interactie tussen netwerkknooppunten. In de standaardclassificatie zijn er drie soorten architectuur. Ze komen overeen met de belangrijkste typen LAN. Architectuur verwijst naar de organisatie van de interactie tussen netwerkknooppunten. Er zijn drie hoofdarchitecturen, die overeenkomen met de belangrijkste typen LAN.

Architectuurtype - bus

Het specifieke van dit type architectuur is dat elk van de LAN-knooppunten gegevens naar een gemeenschappelijke backbone verzendt. In dit opzicht kan elk netwerkknooppunt toegang hebben tot informatie op de backbone.

Architectuurtype - ster

De specificiteit is dat aan elk LAN-knooppunt een afzonderlijk kanaal wordt toegewezen voor communicatie met het centrale knooppunt van het netwerk. Vanaf het knooppunt gaat informatie naar de server, die deze naar andere knooppunten kan publiceren.

Architectuurtype - ring

De specificiteit is dat de verbinding van netwerkknooppunten sequentieel plaatsvindt. Gegevensuitwisseling kan uitsluitend plaatsvinden tussen knooppunten die zich in de buurt bevinden. Als het nodig is om gegevens uit te wisselen met andere LAN-knooppunten, kunnen deze onderweg worden verzonden.

Datakanalen

Waar voorheen alleen bekabelde lokale netwerken werden gebruikt, zijn draadloze netwerken nu in veel gevallen populair. Momenteel Er worden de volgende typen LAN onderscheiden:

    bekabelde kabel-LAN

    glasvezelkabel LAN

    draadloze LAN's

Meestal worden LAN's erop gebouwd database van het SCS-datatransmissiemedium van het gebouw. Bij het ontwerpen van een LAN van welk type dan ook, moet rekening worden gehouden met betrouwbaarheids- en beveiligingsvereisten. Om de veiligheid te garanderen, is er in de regel één autorisatiepunt voor alle applicaties en bronnen op het lokale netwerk. Draadloos netwerk gebruikt waar het gebruik van een traditioneel LAN met draden onmogelijk of onrendabel is.

2.1. Algemene punten bij het organiseren van een LAN

Een computer die op een netwerk is aangesloten, wordt een werkstation genoemd, een computer die de bronnen ter beschikking stelt, wordt een server genoemd, en een computer die toegang heeft tot gedeelde bronnen wordt een client genoemd.

Meerdere computers die zich in dezelfde ruimte bevinden of functioneel hetzelfde soort werk uitvoeren: boekhouding of planning, registratie van binnenkomende producten, enz., zijn met elkaar verbonden en gecombineerd tot een werkgroep zodat ze verschillende bronnen kunnen delen: programma's, documenten , printers, faxen, enz.

Een werkgroep is zo georganiseerd dat de computers die erin zijn opgenomen alle bronnen bevatten die nodig zijn voor een normale werking. In de regel bevat een werkgroep met meer dan 10 - 15 computers een speciale server - een redelijk krachtige computer waarop alle gedeelde mappen en speciale software voor het beheer van de toegang tot het hele netwerk of een deel ervan zich bevinden.

Groepen servers worden gecombineerd tot domeinen. Een domeingebruiker kan op elk werkstation in dat domein inloggen op het netwerk en toegang krijgen tot alle bronnen. In servernetwerken zijn doorgaans alle gedeelde printers verbonden met printservers.

Vanuit het oogpunt van het organiseren van de interactie tussen computers, zijn netwerken onderverdeeld in peer-to-peer (Peer-to-Peer Network) en met een speciale server (Dedicated Server Network). In een peer-to-peer-netwerk speelt elke computer een gelijke rol. Een toename van het aantal computers op het netwerk en een toename van het volume aan verzonden gegevens leidt er echter toe dat de netwerkdoorvoer een knelpunt wordt.

Het veelgebruikte besturingssysteem Windows 95 (98), ontwikkeld door Microsoft, is in de eerste plaats ontworpen om te werken in peer-to-peer-netwerken, om de computer te ondersteunen als client van andere netwerken.

Windows 95 kan, net als Windows for Workgroups, dienen als server in een netwerk. Compatibiliteit met oude netwerkdrivers MS-DOS en Windows Z.x. Met het nieuwe besturingssysteem kunt u:

Deel harde schijven, printers, faxkaarten, organiseer peer-to-peer Local Area Networks (LAN's);

Gebruik externe toegang en verander uw kantoorcomputer in een opbelbare server;

Ondersteuning van 16-bit DOS-netwerkstuurprogramma's.

De netwerkbeheerder kan het algehele ontwerp van het desktopsysteem bepalen, bepalen welke bewerkingen beschikbaar zijn voor netwerkgebruikers en de configuratie van het desktopsysteem controleren.

Een netwerk dat zich in een relatief klein gebied bevindt, wordt lokaal genoemd (LAN - Local Area Network). De afgelopen jaren is de LAN-structuur complexer geworden door de creatie van heterogene netwerken die verschillende computerplatforms met elkaar verbinden. De mogelijkheid om videoconferenties te houden en multimedia te gebruiken verhoogt de eisen aan netwerksoftware. Moderne servers kunnen binaire grote objecten (BLOB's) opslaan die tekst-, grafische, audio- en videobestanden bevatten. Als u met name een database van een HR-afdeling via het netwerk moet verkrijgen, kunt u met de BLOB-technologie niet alleen persoonlijke gegevens overbrengen: achternaam, voornaam, patroniem, geboortejaar, maar ook portretten in digitale vorm.

Twee technologieën voor het gebruik van de server

Er zijn twee technologieën voor het gebruik van een server: bestandsservertechnologie en client-serverarchitectuur. Het eerste model maakt gebruik van een bestandsserver waarop de meeste programma's en gegevens worden opgeslagen. Op verzoek van de gebruiker worden het benodigde programma en de gegevens naar hem verzonden. Informatieverwerking vindt plaats op de werkplek.

Bij systemen met een client-server-architectuur vindt gegevensuitwisseling plaats tussen de clientapplicatie (front-end) en de serverapplicatie (back-end). Gegevens worden opgeslagen en verwerkt op een krachtige server, die ook de toegang tot bronnen en gegevens controleert. Het werkstation ontvangt alleen de resultaten van de zoekopdracht. Ontwikkelaars van imaken vaak gebruik van deze technologie.

Het gebruik van grote en complexe applicaties heeft geleid tot de ontwikkeling van een architectuur met meerdere niveaus, voornamelijk uit drie niveaus, waarbij de gegevens op een aparte databaseserver worden geplaatst. Alle oproepen naar de database gaan via de applicatieserver, waar ze worden gecombineerd. Door het aantal databaseaanroepen te verminderen, worden de licentiekosten voor het DBMS verlaagd.

6. Topologie – dit is de configuratie van het verbinden van elementen in een netwerk. Topologie bepaalt grotendeels de belangrijkste kenmerken van een netwerk, zoals de betrouwbaarheid, prestaties, kosten, veiligheid, enz.

Een van de benaderingen voor het classificeren van LAN-topologieën is het onderscheiden van twee hoofdklassen van topologieën: uitzending Enopeenvolgend.

INuitzending In verschillende configuraties zendt elke personal computer signalen uit die door andere computers kunnen worden waargenomen. Dergelijke configuraties omvatten topologieën “gemeenschappelijke bus”, “boom”, “ster met een passief centrum”. Een stervormig netwerk kan worden gezien als een soort ‘boom’ met een wortel en een vertakking naar elk aangesloten apparaat.

INopeenvolgend configuraties verzendt elke fysieke sublaag informatie naar slechts één personal computer. Voorbeelden van sequentiële configuraties zijn: willekeurig (willekeurige verbinding van computers), hiërarchisch, “ring”, “keten”, “ster met een intellectueel centrum”, “sneeuwvlok”, enz.

Laten we kort kijken naar de drie meest gebruikte (basis) LAN-topologieën: ster, bus en ring.

In het geval dat ster topologie elke computer is via een speciale netwerkadapter met een aparte kabel verbonden met het centrale knooppunt. Het centrale knooppunt is een passieve connector of actieve repeater.

Het nadeel van deze topologie is de lage betrouwbaarheid, aangezien het uitvallen van het centrale knooppunt leidt tot het afsluiten van het hele netwerk, en ook de doorgaans lange kabellengte (dit hangt af van de daadwerkelijke plaatsing van computers). Om de betrouwbaarheid te vergroten, wordt soms een speciaal relais in het centrale knooppunt geïnstalleerd, waarmee u defecte kabelbundels kunt loskoppelen.

Gemeenschappelijke bustopologie omvat het gebruik van één kabel waarop alle computers zijn aangesloten. Informatie daarover wordt één voor één door computers verzonden.

Het voordeel van deze topologie is in de regel een kortere kabellengte en een hogere betrouwbaarheid dan die van een "ster", aangezien het uitvallen van een individueel station de werking van het netwerk als geheel niet verstoort. De nadelen zijn dat een breuk in de hoofdkabel leidt tot de onbruikbaarheid van het hele netwerk, evenals een slechte beveiliging van informatie in het systeem op fysiek niveau, omdat berichten die van de ene computer naar de andere worden verzonden, in principe kunnen worden ontvangen op elke andere computer.

Bij ringtopologie Gegevens worden via relais van de ene computer naar de andere verzonden. Als een computer gegevens ontvangt die daar niet voor bedoeld zijn, geeft hij deze verder langs de ring door. De ontvanger verzendt de voor hem bestemde gegevens nergens heen.

Het voordeel van de ringtopologie is een hogere systeembetrouwbaarheid bij kabelbreuken dan bij een gemeenschappelijke bustopologie, aangezien er twee toegangspaden zijn naar elke computer. De nadelen van de topologie zijn onder meer de lange kabellengte, de lage prestaties vergeleken met de “ster” (maar vergelijkbaar met de “gemeenschappelijke bus”), evenals de slechte informatiebeveiliging, net als bij de topologie met een gemeenschappelijke bus.

De topologie van een echt LAN kan exact hetzelfde zijn als een van de bovenstaande, of een combinatie hiervan bevatten. De structuur van het netwerk wordt doorgaans bepaald door de volgende factoren: het aantal aangesloten computers, vereisten voor betrouwbaarheid en efficiëntie van informatieoverdracht, economische overwegingen, enz.

Netwerkarchitectuur verwijst naar de reeks standaarden, topologieën en protocollen op laag niveau die nodig zijn om een ​​functioneel netwerk te creëren.

Door de jaren heen hebben netwerktechnologieën veel verschillende architecturen ontwikkeld. Laten we ze eens bekijken.

Token-ring.

De technologie werd in de jaren zeventig door IBM ontwikkeld en later door IEEE in het 802 Project gestandaardiseerd als de 802.5-specificatie. Het heeft de volgende kenmerken:

· fysieke topologie – “ster”;

· logische topologie – “ring”

· gegevensoverdrachtsnelheid – 4 of 16 Mbit/s;

· transmissiemedium – twisted pair (er worden 2 paren gebruikt);

UTP – 150 m (voor 4 Mbit/s)

STP – 300 m (voor 4 Mbit/s)

of 100 (voor 16 Mbit/s);

· maximale segmentlengte met repeaters:

UTP – 365 m

STP – 730 m

* maximaal aantal computers per segment – ​​72 of 260 (afhankelijk van kabeltype)

Om computers in netwerken te verbinden Token-ring Er wordt gebruik gemaakt van MSAU hubs, unshielded of afgeschermde twisted pair (het is ook mogelijk om glasvezel te gebruiken).

Naar de voordelen van architectuur Token-ring Dit kan worden toegeschreven aan het hoge zendbereik bij gebruik van repeaters (tot 730 m). Kan in realtime in geautomatiseerde systemen worden gebruikt.

De nadelen van de architectuur zijn vrij hoge kosten en lage apparatuurcompatibiliteit.

Netwerkomgeving ARCNet werd in 1977 ontwikkeld door Datapoint Corporation. Het is geen standaard geworden, maar voldoet aan de IEEE 802.4-specificatie. Deze eenvoudige, flexibele en goedkope architectuur voor kleine netwerken (tot 256 computers) wordt gekenmerkt door de volgende parameters:

· fysieke topologie – “bus” of “ster”;

· logische topologie – “bus”

· toegangsmethode – token doorgeven;

· gegevensoverdrachtsnelheid – 2,5 of 20 Mbit/s;

· transmissiemedium – twisted pair of coaxiale kabel;

· maximale framegrootte – 516 bytes;

· transmissiemedium – twisted pair of coaxkabel

maximale segmentlengte:

Voor twisted pair – 244 m (voor elke topologie)

Voor coaxkabel – 305 m of 610 m (respectievelijk voor bus- of stertopologie).

Hubs worden gebruikt om computers met elkaar te verbinden. Het belangrijkste type kabel is het coaxiale type RG-62. Twisted pair en optische vezels worden ook ondersteund. BNC-connectoren worden gebruikt voor coaxkabels, RJ-45-connectoren worden gebruikt voor twisted pair-kabels. Het belangrijkste voordeel zijn de lage apparatuurkosten en het relatief lange bereik.

AppleTalk.

Een eigen netwerkomgeving die in 1988 door Apple werd geïntroduceerd en in Macintosh-computers werd ingebouwd. Het bevat een hele reeks protocollen die overeenkomen met het OSI-model. Op netwerkarchitectuurniveau wordt het LokalTalkФ-protocol gebruikt, dat de volgende kenmerken heeft:



· topologie – “bus” of “boom”;

· toegangsmethode – CSMA/CA;

· gegevensoverdrachtsnelheid – 230,4 Kbps;

· medium voor gegevensoverdracht – afgeschermd getwist paar;

· maximale netwerklengte – 300 m;

· maximaal aantal computers – 32.

De zeer lage bandbreedte heeft ertoe geleid dat veel fabrikanten uitbreidingsadapters hebben aangeboden waarmee AppleTalk kan werken met netwerkomgevingen met hoge bandbreedte - EtherTalk, TokenTalk, FDDITalk. In lokale netwerken die zijn gebouwd op IBM-compatibele computers is de AppleTalk-netwerkomgeving vrijwel niet te vinden.

100VG-AnyLAN.

Architectuur 100VG-AnyLAN werd in de jaren 90 ontwikkeld door AT&T en Hewlett-Packard om Ethernet- en Token Ring-netwerken te combineren. In 1995 kreeg deze architectuur de IEEE 802.12-standaardstatus. Het heeft de volgende parameters:

· topologie – “ster”;

· toegangsmethode – prioriteit op verzoek;

· gegevensoverdrachtsnelheid – 100 Mbit/s;

· transmissiemedium – twisted pair categorie 3, 4 of 5 (alle 4 de paren worden gebruikt);

· maximale segmentlengte (voor HP-apparatuur) – 225 m.

Vanwege de complexiteit en hoge kosten van de apparatuur wordt deze momenteel praktisch niet gebruikt.

Architectuur voor thuisnetwerken.

Thuis PNA.

In 1966 kwamen een aantal bedrijven samen om een ​​standaard te creëren waarmee thuisnetwerken konden worden gebouwd met behulp van gewone telefoonbedrading. Het resultaat van dit werk was de verschijning in 1998 van architectuur Thuis PNA 1.0 en dan Thuis-PNA 2.0, Thuis-PNA3.0. Hun korte kenmerken:

Tabel nr. 1. Vergelijking van normen Thuis PNA.

Al deze standaarden maken gebruik van de meest populaire mediumtoegangsmethode – CSMA/CD; als medium-telefoonkabel; Als connectoren worden RJ-11-telefoonconnectoren gebruikt. Apparaten Thuis PNA kan werken met zowel twisted pair- als coaxkabel, en het zendbereik neemt aanzienlijk toe.

Er moet aan worden herinnerd dat telefoonlijnen in Rusland niet voldoen aan de normen van ontwikkelde landen, zowel qua kwaliteit als qua dekking. Adapterprijzen zijn vrij hoog. Deze architectuur kan echter worden beschouwd als een alternatief voor draadloze netwerken in kantoorgebouwen en woongebouwen.

Thuisnetwerken op basis van elektrische bedrading.

Deze technologie is onlangs verschenen en heet Home PLC. De apparatuur is te koop, maar is nog niet populair.

HomePlug-netwerkparameters:

· topologie – “bus”;

· snelheid van gegevensoverdracht – tot 85 Mbit/c$

· toegangsmethode – CSMA/CD;

· transmissiemedium – elektrische bedrading;

Nadelen van netwerken Thuis-PLC– onveiligheid tegen onderschepping, waardoor het verplichte gebruik van encryptie en een grotere gevoeligheid voor elektrische interferentie vereist is. Bovendien is dergelijke technologie nog steeds duur.

Technologieën die worden gebruikt in moderne lokale netwerken.

Ethernet.

Architectuur Ethernet verenigt een hele reeks standaarden die zowel gemeenschappelijke als onderscheidende kenmerken hebben. Het werd oorspronkelijk halverwege de jaren zeventig door Xerox ontwikkeld en was een transmissiesysteem met een snelheid van 2,93 Mbit/s. Na verfijning met de deelname van DEC en Intel, diende de Ethernet-architectuur als basis voor de IEEE 802.3-standaard die in 1985 werd aangenomen en die daarvoor de volgende parameters definieerde:

· topologie – “bus”;

· toegangsmethode – CSMA/CD;

· transmissiesnelheid – 10 Mbit/s;

· transmissiemedium – coaxkabel;

· het gebruik van terminators is verplicht;

· maximale lengte van een netwerksegment – ​​​​tot 500 m;

· maximale netwerklengte – tot 2,5 km;

· maximaal aantal computers in een segment – ​​​​100;

· het maximale aantal computers op het netwerk is 1024.

De originele versie voorzag in het gebruik van twee soorten coaxkabel, “dik” en “dun” (respectievelijk standaarden 10Base-5 en 10Base-2).

Begin jaren negentig verscheen er een specificatie voor het bouwen van Ethernet-netwerken met behulp van twisted pair (10Base-T) en optische vezels (10Base-FL). In 1995 werd de IEEE 802.3u-standaard gepubliceerd, die transmissiesnelheden tot 100 Mbit/s mogelijk maakte. In 1998 verschenen de IEEE 802.3z- en 802.3ab-standaarden, en in 2002 IEEE802.3 ae. Vergelijking van normen wordt gegeven in tabel nr. 12.2.

Tabel nr. 12.2. Kenmerken van verschillende Ethernet-standaarden.

Uitvoering Snelheid Mbit/s Topologie Transmissiemedium Maximale kabellengte, m
Ethernet
10Basis-5 "band" Dikke coaxkabel
10Basis-2 "band" Dunne coaxkabel 185; realistisch gezien tot 300
10Base-T "ster" gedraaid paar
10Base-FL "ster" glasvezel 500 (knooppunt);
200 (tussen concertrators)
Snel Ethernet "ster" 100Base-TX
Categorie 5 twisted pair (2 paar gebruikt) "ster" 100Base-T4
Twisted pair categorie 3,4, 5 (er worden vier paren gebruikt) "ster" 100Base-FX Multimode of singlemode glasvezel
2000 (multi-mode) 15.000 (single-mode) realistisch - tot 40 km
Gigabit-Ethernet "ster" 1000Dase-T
Twisted pair kabel categorie 5 of hoger "ster" 1000Dase-CX
Speciaal kabeltype STR "ster" glasvezel 1000Dase-SX
250-550 (multimode), afhankelijk van het type "ster" glasvezel 1000Dase-LX
550 (multimodus);
5000 (enkele modus); "ster" glasvezel realistisch gezien – tot 80 km

10 Gigabit Ethernet

10GDase-x

300-40000 (afhankelijk van kabeltype en lasergolflengte)

Een nadeel van Ethernet-netwerken is het gebruik van de CSMA/CD-mediatoegangsmethode (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Naarmate het aantal computers toeneemt, neemt het aantal botsingen toe, waardoor de netwerkdoorvoer afneemt en de frameleveringstijd toeneemt. Daarom wordt aangenomen dat de aanbevolen belasting op een Ethernet-netwerk 30-40% van de totale bandbreedte bedraagt. Dit nadeel kan eenvoudig worden geëlimineerd door hubs te vervangen door bruggen en schakelaars die de gegevensoverdracht tussen twee computers op het netwerk kunnen isoleren van andere.


Er zijn veel voordelen van Ethernet. De technologie zelf is eenvoudig te implementeren. De kosten van de apparatuur zijn niet hoog. Bijna elk type kabel kan worden gebruikt. Daarom kan op dit moment worden gezegd dat deze netwerkarchitectuur dominant is.

Draadloze netwerken

Dit probleem wordt opgelost door de WiMAX-architectuur, die wordt ontwikkeld binnen de IEEE 802.16-werkgroep. De implementatie van deze technologie, die ook gebruik maakt van radiosignalen als transmissiemedium, zal gebruikers voorzien van snelle draadloze toegang op afstanden tot enkele tientallen kilometers (Fig. 10.6.).


Rijst. 12.6. Draadloze verbinding van mobiele gebruikers met het lokale netwerk en internet (tot tientallen kilometers).

De nieuwe Bluetooth-technologie maakt gebruik van een 2,4 GHz radiosignaal. Het heeft een laag stroomverbruik, waardoor het kan worden gebruikt in draagbare apparaten - laptops, mobiele telefoons (Fig. 12.7.)



Rijst. 12.7. Draadloze verbinding van mobiele gebruikers met het lokale netwerk en internet (tot tien meter).

Bluetooth vereist vrijwel geen configuratie. Het heeft een laag bereik (tot 10 meter) bij 400-700 Kbps.

Gedistribueerde computerspecialisatie:

Netwerken en protocollen;

Netwerkmultimediasystemen;

Gedistribueerd computergebruik;

Vandaag zal het concept niemand meer verrassen. Velen van ons denken echter niet eens veel na over wat een dergelijke verbinding is en hoe netwerkdiensten werken als we ze noemen. Laten we proberen deze kwestie zo kort mogelijk te beschouwen, aangezien er een hele monografie zou kunnen worden geschreven over netwerken en hun mogelijkheden in de moderne wereld.

Netwerkarchitectuur: hoofdtypen

Dus, zoals volgt uit de basisinterpretatie van de term zelf, vertegenwoordigen ze een bepaald aantal terminals (computers, laptops, mobiele apparaten) die met elkaar zijn verbonden, en die in feite een netwerk vormen.

Tegenwoordig zijn er twee hoofdtypen verbindingen: bekabeld en draadloos, waarbij gebruik wordt gemaakt van een verbinding via een router, zoals een Wi-Fi-router. Maar dit is slechts het topje van de ijsberg. In feite omvat de netwerkarchitectuur het gebruik van verschillende componenten en kan daarom verschillende classificaties hebben. Algemeen wordt aangenomen dat er momenteel drie soorten netwerken zijn:

  • peer-to-peer-netwerken;
  • netwerken met dedicated servers;
  • hybride netwerken die alle soorten knooppunten omvatten.

Daarnaast bestaat een aparte categorie uit omroep-, mondiale, lokale, gemeentelijke, particuliere netwerken en andere varianten. Laten we ons concentreren op de basisconcepten.

Beschrijving van netwerken naar type

Laten we misschien beginnen met netwerken die gebaseerd zijn op de “hostcomputer op de netwerk-client”-interactie. Zoals al duidelijk is, wordt de dominante positie hier ingenomen door de centrale terminal, waar het netwerk en al zijn componenten worden beheerd. Klantterminals kunnen alleen verzoeken versturen om een ​​verbinding tot stand te brengen en vervolgens informatie te ontvangen. De hoofdterminal in een dergelijk netwerk kan niet de rol van een clientmachine spelen.

Ze worden vaak peer-to-peer genoemd en verschillen van het eerste type doordat de bronnen daarin gelijkelijk worden verdeeld over alle aangesloten terminals. Het eenvoudigste voorbeeld is het proces van het downloaden van bestanden met behulp van torrents. Het uiteindelijke bestand, geheel of gedeeltelijk gedownload, kan zich op verschillende terminals bevinden. Het gebruikerssysteem dat het naar zijn computer downloadt, gebruikt alle momenteel beschikbare bronnen op het netwerk om delen van het gewenste bestand te downloaden. Hoe meer er zijn, hoe hoger de downloadsnelheid. In dit geval speelt netwerkadressering geen speciale rol. De belangrijkste voorwaarde is dat de juiste software op de clientcomputer is geïnstalleerd. Dit is wat klantverzoeken zal opleveren.

De client-server-netwerkarchitectuur is het eenvoudigst. Voor een vereenvoudigd begrip kan de verbinding tussen computerterminals (ongeacht hoe deze is gemaakt) worden weergegeven als een bibliotheekruimte met opslagruimte of planken met boeken (centrale server) en tafels waar bezoekers materiaal uit de planken kunnen lezen.

Uiteraard is hier sprake van een duidelijke relatie: de bezoeker komt naar de bibliotheek, registreert of verstrekt reeds geregistreerde persoonsgegevens (netwerkidentificatie op basis van het toegewezen IP-adres), zoekt vervolgens de benodigde literatuur op (netwerkverzoek), pakt uiteindelijk het boek en leest het.

Uiteraard is deze vergelijking het meest primitief, omdat moderne netwerken veel complexer werken. Niettemin is een dergelijk voorbeeld perfect voor een vereenvoudigd begrip van de structuur.

Problemen met terminalidentificatie

Nu een paar woorden over hoe computers op elk type netwerk worden herkend. Als iemand het niet weet, krijgt elke terminal bij aansluiting twee soorten IP-adressen toegewezen, of, eenvoudiger gezegd, een unieke identificatie: intern en extern. Het interne adres is niet uniek. Maar extern IP - ja. Er zijn geen twee machines ter wereld met hetzelfde IP-adres. Hiermee kunt u elk gadget, of het nu een computerterminal of een mobiel apparaat is, voor honderd procent identificeren.

Voor dit alles is het bijbehorende protocol verantwoordelijk. Op dit moment is IPv4 de meest voorkomende en meest gebruikte. Zoals de praktijk laat zien, heeft het zijn nut echter al overleefd, omdat het vanwege het toegenomen aantal clientapparaten niet meer in staat is om unieke adressen te leveren. Kijk maar naar de mobiele technologie, want de afgelopen tien jaar zijn er zoveel gadgets in gebruik geweest dat bijna elke tweede bewoner van de aarde dezelfde mobiele telefoon tot zijn beschikking heeft.

IPv6-protocol

Zo begon de architectuur van het netwerk, in het bijzonder het internet, te veranderen. En de vierde versie werd vervangen door de zesde (IPv6). Hoewel het nog niet bijzonder wijdverspreid wordt gebruikt, is de toekomst, zoals gezegd, niet ver weg, en binnenkort zullen bijna alle providers die communicatiediensten aanbieden, overstappen op dit protocol (op voorwaarde dat er een actieve DHCP-server van de zesde versie is).

Oordeel zelf, want als u dit protocol gebruikt met een 128-bits adres, kunt u veel meer adressen reserveren dan wanneer u de vierde versie gebruikt.

Toegewijde servers

Laten we nu eens kijken naar dedicated servers. De aanduiding spreekt voor zich: ze zijn bedoeld voor specifieke taken. Grofweg is dit een echte virtuele internetserver, volledig eigendom van de gebruiker die deze huurt. Dit is de betekenis van hosting, wanneer de eigenaar van de podcast van de hoofdbron alle informatie over de toegewezen ruimte kan plaatsen.

Daarnaast is het niet de huurder die verantwoordelijk is voor de beveiliging, maar degene die de serverruimte verhuurt. Er zijn veel voorbeelden van dergelijke servers. Hier heb je e-mail, games, diensten voor het delen van bestanden, persoonlijke pagina's (niet te verwarren met accounts op sociale netwerken en dit soort diensten) en nog veel meer.

Lokale netwerken

Een lokaal netwerk, of, zoals het vaak wordt genoemd, ‘lokaal gebied’, is georganiseerd om een ​​beperkt aantal terminals in één te verenigen. De architectuur van een lokaal netwerk in termen van verbinding kan, zoals al duidelijk is, een bekabelde verbinding of toegang van het VPN-type zijn. In beide gevallen is een verbinding met de hoofdbeheerserver vereist. In dit geval kunnen netwerkdiensten in dubbele modus werken: met automatische identificatie (door aan elke machine een adres toe te wijzen) of met handmatige invoer van parameters.

Lokale netwerken hebben in principe een onderscheidend kenmerk, dat alleen bestaat uit het feit dat elke terminal registratie nodig heeft (wat bijvoorbeeld niet vereist is op de centrale server (plus admin). Bovendien is toegang tot de "gedeelde" informatie mogelijk kan volledig of beperkt zijn. Het hangt allemaal af van de instellingen. Als je echter zelfs naar de zogenaamde clouddiensten kijkt, vertegenwoordigen deze in feite ook een virtueel netwerk waar gebruikers, na authenticatie, rechten krijgen om toegang te krijgen tot bepaalde. informatie, downloaden of bewerken van bestanden, enz. Met dit alles is het soms zelfs mogelijk om tegelijkertijd de inhoud van een bestand in realtime te wijzigen.

Architectuur een beetje geschiedenis

Ten slotte komen we bij het netwerk, dat momenteel het grootste ter wereld is. Natuurlijk is dit het internet, of het World Wide Web. Het prototype van het World Wide Web wordt beschouwd als ARPANET, een communicatiesysteem dat in 1969 in de Verenigde Staten voor militaire doeleinden werd ontwikkeld. Destijds werd de verbinding echter tussen slechts twee knooppunten getest, maar na verloop van tijd werd de verbinding met het netwerk via de kabel tot stand gebracht, zelfs met terminals in het Verenigd Koninkrijk.

Pas veel later, toen identificatie op basis van TCP/IP-protocollen en het domeinnaamsysteem verscheen, ontstond wat wij tegenwoordig het internet noemen.

Over het algemeen wordt aangenomen dat er niet één centrale server op internet is waar alle informatie kan worden opgeslagen. Ja, tegenwoordig zijn er geen schijfstations met een dergelijke capaciteit. Alle informatie wordt verdeeld over honderdduizenden individuele servers van verschillende typen. Met andere woorden: het internet kan net zo goed worden geclassificeerd als een peer-to-peer-netwerk of een hybride netwerk. Met dit alles kunt u op een aparte machine uw eigen internetserver creëren, waarmee u niet alleen netwerkparameters kunt beheren of de nodige informatie kunt opslaan, maar ook andere gebruikers toegang kunt verlenen. Wi-Fi-distributie - waarom niet het eenvoudigste voorbeeld?

Basisparameters en instellingen

Wat de parameters en instellingen betreft, alles is eenvoudig. In de regel wordt het handmatig invoeren van netwerk-IP-, DNS- of proxyservers al lange tijd niet meer gebruikt. In plaats daarvan biedt elke provider diensten voor automatische herkenning van een computer of mobiel apparaat op het netwerk.

Op Windows-systemen zijn deze instellingen toegankelijk via netwerkeigenschappen met de selectie van IPv4-protocolparameters (of, indien werkend, IPv6). In de regel geven de instellingen zelf de automatische ontvangst van adressen aan, waardoor de gebruiker geen gegevens handmatig hoeft in te voeren. Het is waar dat in sommige gevallen, vooral bij het opzetten van RDP-clients (toegang op afstand) of bij het organiseren van de toegang tot bepaalde specifieke services, handmatige gegevensinvoer verplicht is.

Conclusie

Zoals u kunt zien, is het in het algemeen niet bijzonder moeilijk om te begrijpen wat netwerkarchitectuur is. In principe werden hier alleen de basisaspecten van het organiseren van het werk van netwerken besproken om dit probleem aan iedereen uit te leggen, zelfs aan de meest onvoorbereide gebruiker, om zo te zeggen. In werkelijkheid is alles natuurlijk veel ingewikkelder, omdat we de concepten van DNS-servers, proxy's, DHCP, WINS, enz. Niet hebben besproken, evenals problemen met software. Het lijkt erop dat zelfs deze minimale informatie voldoende zal zijn om de structuur en de basisprincipes van de werking van netwerken van welk type dan ook te begrijpen.

Het concept van ‘netwerkarchitectuur’ omvat de algehele structuur van het netwerk, dat wil zeggen alle componenten die het netwerk laten functioneren, inclusief hardware en systeemsoftware. Hier zullen we de reeds verkregen informatie over de soorten netwerken, de principes van hun werking, omgevingen en topologieën samenvatten. Netwerkarchitectuur is de combinatie van standaarden, topologieën en protocollen die nodig zijn om een ​​functioneel netwerk te creëren.

Ethernet

Ethernet is tegenwoordig de meest populaire architectuur. Het maakt gebruik van smalbandtransmissie met een snelheid van 10 Mbit/s, een “bus”-topologie en CSMA/CD om het verkeer in het hoofdkabelsegment te reguleren.

Het Ethernet-medium (kabel) is passief, wat betekent dat het stroom krijgt van de computer. Bijgevolg zal het niet meer werken als gevolg van fysieke schade of een onjuiste aansluiting van de terminator.

Rijst. NettoEthernet“bus”-topologie met terminators aan beide uiteinden van de kabel

Een Ethernet-netwerk heeft de volgende kenmerken:

    traditionele topologie lineaire bus;

    andere topologieën star-bus;

    transmissietype smalband;

    toegangsmethode CSMA/CD;

    snelheid van gegevensoverdracht 10 en 100 Mbit/s;

    kabelsysteem dik en dun coaxiaal.

Frame-formaat

Ethernet verdeelt gegevens in pakketten (frames) die een ander formaat hebben dan het pakketformaat dat op andere netwerken wordt gebruikt. Frames zijn informatieblokken die als één geheel worden verzonden. Een Ethernet-frame kan een lengte hebben van 64 tot 1518 bytes, maar de Ethernet-framestructuur zelf gebruikt minstens 18 bytes, dus de grootte van het Ethernet-datablok is 46 tot 1500 bytes. Elk frame bevat besturingsinformatie en heeft een gemeenschappelijke organisatie met andere frames.

Voor het TCP/IP-protocol wordt bijvoorbeeld een Ethernet II-frame gebruikt dat via een netwerk wordt verzonden. Het frame bestaat uit onderdelen die in de tabel staan ​​vermeld.

Ethernet werkt met de meeste populaire besturingssystemen, waaronder:

MicrosoftWindows 95;

Microsoft Windows NT-werkstation;

Microsoft Windows NT-server;

TokenRing

Wat Token Ring onderscheidt van andere netwerken is niet alleen het kabelsysteem, maar ook het gebruik van token-passing-toegang.

Rijst. Fysiek – ster, logisch – ring

Het Token Ring-netwerk heeft de volgende kenmerken:

Architectuur

De topologie van een typisch Token Ring-netwerk is “ring”. In de IBM-versie is het echter een star-ring-topologie: computers op het netwerk zijn verbonden met een centrale hub, het token wordt langs een logische ring doorgegeven. De fysieke ring is geïmplementeerd in de hub. Gebruikers maken deel uit van de ring, maar maken er verbinding mee via een hub.

Frame-formaat

Het basisformaat van het Token Ring-frame wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding en beschreven in de volgende tabel. Gegevens vormen het grootste deel van het frame.

Rijst. Token Ring-gegevensframe

Frameveld

Beschrijving

Begin met scheidingsteken

Geeft het begin van een frame aan

Toegangscontrole

Geeft de prioriteit van het frame aan en of een markeringsframe of een dataframe wordt verzonden

HR-beheer

Bevat Media Access Control-informatievoor alle computers of “eindstation”-informatieslechts voor één computer

Ontvanger adres

Computeradres van de ontvanger

Bron adres

Computeradres van de afzender

Overgedragen informatie

Framecontrolereeks

Eindscheidingsteken

Geeft het einde van het frame aan

Framestatus

Geeft aan of het frame is herkend en gekopieerd (of het bestemmingsadres beschikbaar is)

Operatie

Wanneer de eerste computer op het Token Ring-netwerk begint te werken, genereert het netwerk een token. Het token gaat langs de ring van computer naar computer totdat een van hen de bereidheid meldt om gegevens te verzenden en de controle over het token overneemt. Een token is een vooraf gedefinieerde reeks bits (datastroom) waarmee gegevens via een kabel kunnen worden verzonden. Zodra een token door een computer is vastgelegd, kunnen andere computers geen gegevens verzenden.

Nadat de token is vastgelegd, stuurt de computer een dataframe naar het netwerk (zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding). Het frame reist rond de ring totdat het een knooppunt bereikt met een adres dat overeenkomt met het bestemmingsadres in het frame. De ontvangende computer kopieert het frame naar de ontvangstbuffer en maakt in het framestatusveld een aantekening over de ontvangst van informatie.

Het frame wordt door de ring verzonden totdat het de computer bereikt die het heeft verzonden, wat bevestigt dat de verzending succesvol was. Hierna verwijdert de computer het frame uit de ring en plaatst de marker daar terug.

Rijst. De markering gaat met de klok mee rond de logische ring

Er kan slechts één token tegelijk op het netwerk worden verzonden, en slechts in één richting.

Het doorgeven van tokens is een deterministisch proces, wat betekent dat de computer niet zelfstandig op het netwerk kan gaan werken (zoals bijvoorbeeld in de CSMA/CD-omgeving). Het verzendt pas gegevens nadat het token is ontvangen. Elke computer fungeert als een unidirectionele repeater, genereert het token opnieuw en verzendt het verder.

Systeembewaking

De computer die als eerste begon te werken, is door het Token Ring-systeem voorzien van speciale functies: hij moet voortdurende controle uitoefenen over de werking van het hele netwerk. Het verifieert dat frames correct worden verzonden en ontvangen door frames te volgen die de lus meer dan één keer doorlopen. Bovendien zorgt het ervoor dat er slechts één marker tegelijk in de ring is.

Computerherkenning

Zodra een nieuwe computer op het netwerk verschijnt, initialiseert het Token Ring-systeem deze zodat deze onderdeel wordt van de ring. Dit proces omvat:

het controleren van de uniciteit van het adres;

Iedereen op het netwerk op de hoogte stellen van het verschijnen van een nieuw knooppunt.

Hardwarecomponenten

Middelpunt

In het TokenRing-netwerk heeft de hub waar de daadwerkelijke ring wordt georganiseerd verschillende namen, bijvoorbeeld:

    MAU;

    MSAU (MultiStation-toegangseenheid);

    SMAU.

Kabels verbinden clients en servers met de MSAU, die op dezelfde manier werkt als andere passieve hubs. Wanneer er een computer is aangesloten, wordt deze in de ring opgenomen (zie onderstaande figuur).

Rijst. Vorming van een ring in de concentrator (de bewegingsrichting van de marker wordt aangegeven)

Capaciteit

IBMMSAU heeft 10 verbindingspoorten. Je kunt er maximaal acht computers op aansluiten. Het TokenRing-netwerk is echter niet beperkt tot één ring (hub). Elke ring kan maximaal 33 hubs hebben.

Een MSAU-gebaseerd netwerk kan maximaal 72 computers ondersteunen bij gebruik van niet-afgeschermde twisted-pair-kabels en maximaal 260 computers bij gebruik van afgeschermde twisted-pair-kabels.

Andere fabrikanten bieden hubs met grotere capaciteit aan (afhankelijk van het model).

Wanneer de ring vol is, d.w.z. Op elke MSAU-poort is een computer aangesloten; deze kan worden uitgebreid door nog een ring (MSAU) toe te voegen.

De enige regel die moet worden gevolgd, is dat elke MSAU zodanig moet worden aangesloten dat deze deel gaat uitmaken van de ring.

Met de “input”- en “output”-aansluitingen op de MSAU kunt u met behulp van een kabel maximaal 12 gestapelde MSAU's in één ring aansluiten.

Rijst. Toegevoegde hubs verbreken de logische ring niet

Moderne organisaties streven ernaar nieuwe diensten en toepassingen te introduceren, maar vaak is het struikelblok een verouderde netwerkinfrastructuur die innovatie niet kan ondersteunen. Technologieën die op basis van open standaarden zijn ontwikkeld, zijn ontworpen om dit probleem op te lossen.

Tegenwoordig heeft de op standaarden gebaseerde aanpak een sterke positie verworven in de IT; klanten geven bijna altijd de voorkeur aan standaardoplossingen. Met het voorbijgaan van het door mainframes gedomineerde tijdperk hebben standaarden vaste voet aan de grond gekregen. Hiermee kunt u apparatuur van verschillende fabrikanten combineren, ‘best-in-class’ producten selecteren en de kosten van de oplossing optimaliseren. Maar in de netwerkindustrie is niet alles zo eenvoudig.

De netwerkmarkt wordt nog steeds gedomineerd door gesloten systemen, en de compatibiliteit van oplossingen van verschillende fabrikanten wordt op zijn best op interfaceniveau gegarandeerd. Ondanks de standaardisatie van interfaces, protocolstacks en netwerkarchitecturen zijn netwerk- en communicatieapparatuur van verschillende leveranciers vaak propriëtaire oplossingen. Zelfs het inzetten van moderne netwerkfabrics zoals Brocade Virtual Cluster Switch, Cisco FabricPath of Juniper QFabric impliceert bijvoorbeeld het vervangen van bestaande switches, wat geen goedkope optie is. Wat kunnen we zeggen over de technologieën van de “vorige eeuw”, die nog steeds werken, maar de verdere ontwikkeling van netwerken en applicaties die daarin opereren belemmeren.


Evolutie van netwerken. Van eigen tot open oplossingen.

Uit onderzoek van de afgelopen jaren blijkt dat er een kloof gaapt tussen het aanbod van leveranciers van netwerkapparatuur en de voorkeuren van hun kopers. Volgens een onderzoek is bijvoorbeeld 67% van de klanten van mening dat eigen producten waar mogelijk moeten worden vermeden, terwijl 32% het gebruik ervan toestaat. Slechts 1% van de respondenten is van mening dat eigen producten en tools een betere integratie en compatibiliteit bieden dan standaardproducten. Dat wil zeggen dat in theorie de meeste klanten de voorkeur geven aan op standaarden gebaseerde oplossingen, maar dat er vooral bedrijfseigen netwerkproducten worden aangeboden.

In de praktijk kiezen klanten bij de aanschaf van nieuwe apparatuur of het uitbreiden van hun netwerkinfrastructuur vaak voor oplossingen van dezelfde leverancier of dezelfde productfamilie. De redenen zijn traagheid van denken en de wens om risico's te minimaliseren bij het updaten van kritieke systemen. Op standaarden gebaseerde producten zijn echter veel gemakkelijker te vervangen, zelfs als ze van verschillende fabrikanten zijn. Bovendien zal een combinatie van systemen van verschillende leveranciers onder bepaalde omstandigheden een functionele netwerkoplossing bieden tegen een redelijke prijs en de totale eigendomskosten verlagen.

Dit betekent niet dat u geen propriëtaire technologieën moet kopen die niet door een open standaard worden beschreven, maar die de unieke technologie van een bepaalde leverancier zijn. Zij zijn degenen die doorgaans innovatieve functies en hulpmiddelen implementeren. Het gebruik van propriëtaire oplossingen en protocollen maakt het vaak mogelijk om betere prestaties te verkrijgen vergeleken met open standaarden, maar bij het kiezen van dergelijke technologieën is het noodzakelijk om het gebruik ervan aan de grenzen van individuele segmenten of technologische knooppunten van de wereld te minimaliseren (of beter nog, te elimineren). netwerkinfrastructuur, wat vooral belangrijk is in netwerken met meerdere leveranciers. Voorbeelden van dergelijke segmenten zijn onder meer toegangsniveaus, aggregatie- of netwerkkernen, de grens tussen lokale en mondiale netwerken, segmenten die netwerktoepassingen implementeren (bijvoorbeeld taakverdeling, verkeersoptimalisatie), enz.

Simpel gezegd zou het gebruik van propriëtaire technologieën beperkt moeten worden tot het gebruik ervan binnen de grenzen van segmenten die gespecialiseerde netwerkfuncties en/of -applicaties implementeren (een soort typische “bouwstenen” van het netwerk). In gevallen waarin niet-standaard bedrijfseigen technologieën worden gebruikt als basis voor een volledig bedrijfsnetwerk of grote netwerkdomeinen, vergroot dit het risico dat de klant aan één fabrikant wordt ‘vergrendeld’.

Hiërarchische en platte netwerken

Het doel van het bouwen van bedrijfsdatanetwerken (CDTN's), of het nu een netwerk van een geografisch verspreid bedrijf is of een datacenternetwerk, is om de werking van bedrijfsapplicaties te garanderen. KSPD is een van de belangrijkste instrumenten voor bedrijfsontwikkeling. In een bedrijf met een geografisch verspreide structuur zijn de zaken vaak afhankelijk van de betrouwbaarheid en flexibiliteit van het gezamenlijke werk van de divisies. De constructie van een ICSD is gebaseerd op het principe van het verdelen van het netwerk in “bouwstenen” - elk wordt gekenmerkt door zijn eigen functies en implementatiekenmerken. Industriestandaarden maken het mogelijk dat netwerkapparatuur van verschillende leveranciers als bouwstenen kan worden gebruikt. Eigen protocollen beperken de keuzevrijheid van de klant, wat resulteert in beperkte bedrijfsflexibiliteit en hogere kosten. Door gebruik te maken van gestandaardiseerde oplossingen kunnen klanten het beste product in hun interessegebied selecteren en dit met andere producten integreren met behulp van open, standaardprotocollen.

De grote netwerken van vandaag zijn zeer complex en worden aangedreven door meerdere protocollen, configuraties en technologieën. Met behulp van hiërarchie kunt u alle componenten in een gemakkelijk analyseerbaar model organiseren. Het hiërarchische model helpt u bij het ontwerpen, implementeren en onderhouden van schaalbare, betrouwbare en kosteneffectieve internetwerken.


Bedrijfsnetwerkarchitectuur op drie niveaus.

Traditionele bedrijfsnetwerkarchitectuur omvat drie lagen: toegang, aggregatie/distributie en kern. Elk van hen voert specifieke netwerkfuncties uit.

De kernlaag vormt de basis van het hele netwerk. Om maximale prestaties te bereiken, worden routeringsfuncties en verkeersbeheerbeleid verplaatst naar het aggregatie-/distributieniveau. Hij is degene die verantwoordelijk is voor de juiste routering van pakketten en verkeersbeleid. De taak van de distributielaag is om alle switches van de toegangslaag te aggregeren/verenigen in één enkel netwerk. Hiermee kunt u het aantal verbindingen aanzienlijk verminderen. In de regel zijn de belangrijkste netwerkdiensten en de overige modules op de distributieschakelaars aangesloten. Het toegangsniveau wordt gebruikt om clients met het netwerk te verbinden. Datacenternetwerken werden gebouwd met behulp van een soortgelijk schema.


Verouderde drielaagse netwerkarchitectuur in het datacenter.

Traditionele drielaagse architecturen zijn gericht op het client-server-paradigma van netwerkverkeer. Met de verdere ontwikkeling van virtualisatie- en applicatie-integratietechnologieën neemt de stroom netwerkverkeer tussen servers toe. Analisten spreken () over een paradigmaverschuiving in het netwerkverkeer van de ‘noord-zuid’-richting naar de ‘oost-west’-richting. tot een aanzienlijk overwicht van verkeer tussen servers, in tegenstelling tot uitwisseling tussen de server en clients.

Dat wil zeggen dat verkeer tussen servers op een niet-optimale manier door de toegang-, aggregatie- en netwerkkernniveaus en terug gaat, als gevolg van een onredelijke toename van de totale lengte van het netwerksegment en het aantal pakketverwerkingsniveaus door netwerkapparaten. Hiërarchische netwerken zijn niet voldoende aangepast voor gegevensuitwisseling tussen servers en voldoen niet volledig aan de eisen van moderne datacentra met een hoge dichtheid aan serverparken en intensief verkeer tussen servers. Een dergelijk netwerk maakt doorgaans gebruik van traditionele lusbeveiliging, apparaatredundantie en aggregatieprotocollen. De kenmerken ervan: aanzienlijke vertragingen, langzame convergentie, statische aard, beperkte schaalbaarheid, enz. In plaats van de traditionele boomachtige netwerktopologie is het noodzakelijk om efficiëntere topologieën te gebruiken (CLOS / Leaf-Spine / Collapsed), die het aantal lagen verminderen en de pakkettransmissiepaden optimaliseren.


HP vereenvoudigt de netwerkarchitectuur van drielaags (typisch voor traditionele Cisco-netwerkarchitecturen) naar twee- of enkellaags.

De huidige trend is dat steeds meer klanten zich bij het bouwen van hun netwerken concentreren op het bouwen van datanetwerken op het tweede niveau (L2) met een platte topologie. In datacenternetwerken wordt de transitie ernaar gestimuleerd door een toename van het aantal server-naar-server- en server-naar-opslagsysteemstromen. Deze aanpak vereenvoudigt de netwerkplanning en -implementatie en verlaagt ook de bedrijfskosten en de totale investeringskosten, waardoor het netwerk productiever wordt.

In het datacenter voldoet een plat netwerk (L2) beter aan de behoeften van applicatievirtualisatie doordat virtuele machines efficiënt tussen fysieke hosts kunnen worden verplaatst. Een ander voordeel van effectieve clustering-/stapeltechnologieën is dat er geen STP/RSTP/MSTP-protocollen nodig zijn. Deze architectuur, gecombineerd met virtuele switches, biedt lusbescherming zonder gebruik te maken van STP, en in het geval van storingen convergeert het netwerk een orde van grootte sneller dan bij gebruik van traditionele STP-familieprotocollen.

De netwerkarchitectuur van moderne datacenters moet de transmissie van grote volumes dynamisch verkeer effectief ondersteunen. Dynamisch verkeer is te danken aan een aanzienlijke toename van het aantal virtuele machines en het niveau van applicatie-integratie. Hier is het noodzakelijk om de toenemende rol op te merken van verschillende technologieën voor het virtualiseren van de informatietechnologie-infrastructuur (IT), gebaseerd op het concept van softwaregedefinieerde netwerken (SDN).

Het SDN-concept wordt momenteel breed uitgebreid, niet alleen naar het niveau van de netwerkinfrastructuur van individuele locaties, maar ook naar de niveaus van computerbronnen en opslagsystemen, zowel binnen individuele als geografisch verspreide datacenters (voorbeelden van deze laatste zijn HP Virtual Cloud Networking - VCN en HP Distributed Cloud Networking - DCN).

Een belangrijk kenmerk van het SDN-concept is de combinatie van fysieke en virtuele netwerkbronnen en hun functionaliteit binnen één virtueel netwerk. Het is belangrijk om te begrijpen dat ondanks het feit dat netwerkvirtualisatieoplossingen (overlay) bovenop elk netwerk kunnen werken, de prestaties/beschikbaarheid van applicaties en diensten grotendeels afhangen van de prestaties en parameters van de fysieke infrastructuur (underlay). Het combineren van de voordelen van geoptimaliseerde fysieke en adaptieve virtuele netwerkarchitecturen maakt het dus mogelijk om uniforme netwerkinfrastructuren te bouwen voor de efficiënte transmissie van grote stromen dynamisch verkeer op basis van applicatieverzoeken.

HP FlexNetwork-architectuur

Om platte netwerken te bouwen, ontwikkelen leveranciers geschikte apparatuur, technologieën en diensten. Voorbeelden hiervan zijn Cisco Nexus, Juniper QFabric en HP FlexFabric. De HP-oplossing is gebaseerd op de open en gestandaardiseerde HP FlexNetwork-architectuur.

HP FlexNetwork omvat vier onderling verbonden componenten: FlexFabric, FlexCampus, FlexBranch en FlexManagement. HP FlexFabric, HP FlexCampus en HP FlexBranch oplossingen optimaliseren de netwerkarchitecturen van respectievelijk datacenters, campussen en filialen, waardoor u geleidelijk kunt migreren van traditionele hiërarchische infrastructuren naar uniforme virtuele, krachtige, geconvergeerde netwerken of dergelijke netwerken kunt bouwen op basis van referentie architecturen terwijl u groeit, aanbevolen door HP.

HP FlexManagement biedt uitgebreide monitoring, automatisering van de implementatie/configuratie/controle van netwerken van meerdere leveranciers, uniform beheer van virtuele en fysieke netwerken vanaf één enkele console, waardoor de implementatie van services wordt versneld, het beheer wordt vereenvoudigd, de netwerkbeschikbaarheid wordt vergroot en de complexiteit wordt geëlimineerd die daarmee gepaard gaat. het gebruik van meerdere administratiesystemen. Bovendien kan het systeem apparaten van tientallen andere fabrikanten van netwerkapparatuur beheren.


HP FlexFabric ondersteunt het schakelen in netwerken tot 100GbE op core-niveau en tot 40GbE op toegangsniveau, met behulp van HP Virtual Connect-technologie. Door de FlexFabric-architectuur te implementeren kunnen organisaties geleidelijk overstappen van drielaagse netwerken naar geoptimaliseerde tweelaags- en enkellaagsnetwerken.

Klanten kunnen geleidelijk migreren van eigen, verouderde netwerken naar de HP FlexNetwork-architectuur met behulp van HP Technology Services. HP biedt migratieservices van bedrijfseigen netwerkprotocollen zoals Cisco EIGRP (hoewel Cisco dit protocol een "open standaard" noemt) naar echt standaard OSPF v2- en v3-routeringsprotocollen. Daarnaast biedt HP FlexManagement-beheerdiensten en een reeks levenscyclusdiensten voor elke modulaire HP FlexNetwork-bouwsteen, inclusief planning, ontwerp, implementatie en onderhoud van bedrijfsnetwerken.

HP blijft de mogelijkheden van zijn apparatuur verbeteren, zowel op het niveau van hardwareplatforms als op basis van het Software Defined Network (SDN)-concept, door verschillende protocollen te introduceren voor dynamisch beheer van switches en routers (OpenFlow, NETCONF, OVSDB). Om schaalbare Ethernet-fabrieken te bouwen, hebben een aantal HP netwerkapparaatmodellen technologieën geïmplementeerd zoals TRILL, SPB, VXLAN (de lijst met apparaten die deze protocollen ondersteunen wordt voortdurend uitgebreid). Naast standaardprotocollen uit de DCB-categorie (in het bijzonder VPLS) heeft HP eigen technologieën ontwikkeld en is deze actief aan het ontwikkelen voor het effectief combineren van geografisch verspreide datacenters in één enkel L2-netwerk. Met de huidige implementatie van het HP EVI-protocol (Ethernet Virtual Interconnect) kunnen bijvoorbeeld maximaal 64 datacenterlocaties op een vergelijkbare manier met elkaar worden verbonden. Het gecombineerde gebruik van HP EVI en het HP MDC (Multitenant Device Context) apparaatvirtualisatieprotocol biedt extra uitbreidingsmogelijkheden, waardoor de betrouwbaarheid en veiligheid van gedistribueerde gevirtualiseerde L2-netwerken toenemen.

Conclusies

In elk specifiek geval hangt de keuze van de netwerkarchitectuur af van vele factoren: technische vereisten voor het datacenter of datacenter, wensen van eindgebruikers, ontwikkelingsplannen voor de infrastructuur, ervaring, competentie, enz. Wat bedrijfseigen en standaardoplossingen betreft, met de eerste kunt u soms taken uitvoeren waarvoor standaardoplossingen niet geschikt zijn. Op de grens van netwerksegmenten die zijn gebouwd op apparatuur van verschillende leveranciers zijn de mogelijkheden voor het gebruik ervan echter uiterst beperkt.

Grootschalig gebruik van propriëtaire protocollen als basis voor een bedrijfsnetwerk kan de keuzevrijheid ernstig beperken, wat uiteindelijk de bedrijfsflexibiliteit aantast en de kosten ervan verhoogt.

Open, op standaarden gebaseerde oplossingen helpen bedrijven over te stappen van oudere architecturen naar moderne, flexibele netwerkarchitecturen die voldoen aan de huidige uitdagingen zoals cloud computing, migratie van virtuele machines, uniforme communicatie en video-levering, en hoogwaardige mobiele toegang. Organisaties kunnen de beste oplossingen kiezen om aan de zakelijke behoeften te voldoen. Het gebruik van open standaardprotocolimplementaties vermindert het risico en de kosten van veranderingen in de netwerkinfrastructuur. Bovendien vereenvoudigen open netwerken, met gecombineerde fysieke en virtuele netwerkbronnen en hun functionaliteit, de migratie van applicaties naar private en publieke clouds.

Onze eerdere publicaties:

» Implementatie van MSA in een gevirtualiseerde bedrijfsomgeving
» Tags toevoegen