(10)
Projektowanie sieci lokalnych.
Zaprojektowanie prawidłowo działającej sieci LAN wymaga dokładnej analizy potrzeb i możliwości użytkowników sieci oraz uwzględnienia szeregu uwarunkowań infrastruktury, w której sieć będzie działała. Sieć powinna być skalowalna, czyli umożliwiać łatwą rozbudowę. Do oszacowania potrzebnego w sieci pasma należy uwzględnić następujące problemy i zagadnienia:
· Prawo Moore’a zdefiniowane przez współzałożyciela firmy Intel mówiące, że liczba tranzystorów w układach elektronicznych zwiększa się dwukrotnie co każde 24 miesiące. To powoduje wzrost mocy obliczeniowej komputerów, co pociąga wzrost ruchu w sieci.
· Rosnąca liczba użytkowników. W wielu przedsiębiorstwach oraz instytucjach nieustannie rośnie liczba użytkowników sieci wraz z informatyzacją kolejnych sfer działalności.
· Rozwój Internetu. Ogólny wzrost popularności Internetu powoduje większy ruchu w sieciach lokalnych oraz zmianę profilu ruchu. Zasada 80/20 mówiąca, że 80% ruchu w sieci ma charakter lokalny a tylko 20% to ruchu związany z siecią WAN, uległa zmianie na 20/80, czyli 80% ruchu jest związana z użytkowaniem Internetu.
· Nowe aplikacje. Większa moc komputerów umożliwia rozwój aplikacji wymagających dużego pasma w sieci, np. multimedia, wideokonferencje.
Sieć szkieletowa rozproszona (ang. distributed). Podsieci łączone są szeregowo. Podsieć definiowana jest jako piętro, ośrodek lub kilka, blisko położonych grup roboczych.
Sieć szkieletowa z punktem centralnym (ang. collapsed). Ta architektura wdrażana jest kiedy opóźnienia wprowadzane przez przełączniki lub routery w sieci rozproszonej są zbyt duże. Centralnym punktem sieci jest wydajny przełącznik lub router.
Obydwie architektury mają podobnie zorganizowane podsieci, podstawową różnica jest sposób podłączenia do sieci szkieletowej.
Sieć kampusowa jest to sieć typu LAN obejmująca kilka lub kilkanaście budynków.
Architektura sieci kampusowej zakłada przeniesienie inteligencji sieci, podstawowych usług oraz przełączania na poziom użytkownika.
Sieć kampusowa składa się z trzech bloków funkcjonalnych:
· blok budynkowy,
· rdzeń sieciowy,
· blok serwerów.
Blok budynkowy umożliwia podłączenie do sieci kampusowej wielu stacji sieciowych. W tym celu używane są przełączniki warstwy 2 umieszczone w KPD (kondygnacyjny punkt dystrybucyjny), które zapewniają dedykowane łącze stacjom sieciowym. Za pośrednictwem okablowania pionowego pod łączy się KPD z BPD (budynkowy punkt dystrybucyjny), w którym instaluje się przełączniki dystrybucyjne i routery. Przełączniki instalowane w BPD są centralnym punktem połączeń dla wszystkich przełączników ulokowanych w BPD. Routery instalowane w BPD stanowią miejsce ochrony bloku budynkowego przed ewentualnymi uszkodzeniami w innych częściach sieci, np. przed burzami broadcastowymi.
W celu podniesienia niezawodności sieci stosuje się nadmiarowe (redundancyjne) urządzenia i połączenia.
Głównym zadaniem rdzenia sieciowego jest przesyłanie ruchu między poszczególnymi blokami sieci kampusowej z możliwie największymi szybkościami. Cały ruch między blokami budynkowymi a blokiem serwerów jest przesyłana przez rdzeń sieci, podobnie ruch do i z sieci WAN i Internetu. Rdzeń sieciowy jest zbudowany z specjalnie w tym celu produkowanych przełączników rdzeniowych (ang. backbone), zapewniających bardzo szybką prędkość działania sieci i instalowanych w centralnym punkcie dystrybucyjnym (CPD).
Blok serwerów tworzą serwery centralne, przełączniki warstwy 2 zapewniające dedykowane pasmo serwerom oraz routery do połączenia bloku serwerów z rdzeniem sieci.
Gdy sieć zawiera wiele serwerów stosuje się dwie warstwy przełączników.
Serwery centralne lub inaczej nazywane serwery przedsiębiorstwa (ang. enterprise servers) obsługują wszystkich lub większość użytkowników sieci. Zapewniają one usługi typu poczta elektroniczna, bazy danych, WWW i inne. Są one lokowane zazwyczaj w centralnym punkcie dystrybucyjnym (CPD) wraz z rdzeniem sieci. Umożliwia to dobre zabezpieczenia serwerów, podnosi niezawodność sieci i ułatwia zarządzanie.
Serwery dystrybucyjne (serwery lokalne grup roboczych) obsługują tylko pewną grupę użytkowników. Są one instalowane bliżej użytkowników korzystających z tych serwerów w KPD lub BPD. To umożliwia ograniczenia ruchu w rdzeniu sieciowym.
W celu zapewnienia niezawodności w sieciach LAN należy stosować redundancje, czyli różne techniki polegające na instalowaniu w sieci oprócz komponentów podstawowych, także nadmiarowe.
Redundancja sprzętowa. W sieci instalowane są nadmiarowe elementy zabezpieczające najważniejsze funkcje sieci (np. serwery, urządzenia sieciowe).
Redundancja połączeń. Połączenia redundancyjne to dodatkowe połączenia fizyczne względem połączeń podstawowych.
Spanning Tree. Mechanizm ten jest sprecyzowany w standardzie IEEE 802.1d i ma na celu przeciwdziałania powstawaniu pętli w sieci oraz rekonfiguracji sieci po awarii połączenia.
Jakość funkcjonowania sieci lokalnych zależy od precyzyjnego planu projektowania i implementacji, uwzględniającego najważniejsze wykonywane czynności i procedury.
1. Etap przygotowań wstępnych.
1.1 Zbieranie informacji o przedsiębiorstwie.
1.2 Zdefiniowanie problemu.
1.3 Poznanie wymagań użytkowników przyszłego systemu.
1.4 Rozpoznanie zasobów i ograniczeń.
1.5 Przygotowanie raportu dotyczącego zebranych informacji.
2. Etap doboru i projektowania.
2.1 Określenie wymaganego stopnia ochrony systemu.
2.2 Ustalenie sposobu zarządzania systemem.
2.3 Przeprowadzenie konsultacji z przyszłym użytkownikiem.
2.4 Zaprojektowanie diagramu obrazującego przepływ danych.
2.5 Wybranie optymalnej topologii i medium transmisyjnego.
2.6 Przeprowadzeni analizy dostępnego oprogramowania i sprzętu.
2.7 Zaprojektowanie sieci lokalnej.
2.8 Przygotowanie raportu podsumowującego bieżący etap.
3. Etap implementacji.
3.1 Zaplanowanie procesu implementacji.
3.2 Zaplanowanie oprogramowania.
3.3 Instalacja sprzętu.
3.4 Przetestowanie systemu i oprogramowania.
3.5 Opracowanie dokumentacji.
3.6 Przeprowadzenie szkolenia i przeprowadzenie spotkania podsumowującego.
4. Etap wdrożenia.
4.1 Przejście do nowego systemu.
4.2 Czynności rutynowe.
4.3 Ocena wydajności systemu.
4.4 Wprowadzenie zmian w systemie.
Bardzo szybko rozwijające się przemysł komputerowy wymusza częste zmiany i modernizacje w działających sieciach lokalnych. Główne powody potrzeby modernizacji sieci to:
· Niezadowoleni użytkownicy narzekający na zbyt wolno działającą sieć.
· Mierzony wzrost obciążenia sieci. Za pomocą specjalnych narzędzi (analizator protokołów, oprogramowanie zarządzające siecią) można monitorować sieć i wykryć przeciążenia sieci.
Wykrycie źródeł przeciążenia sieci wymaga dokładnej analizy architektury sieci oraz używanych technologii sieciowych.
W czasie modernizacji sieci może się pojawić tzw. efekt fali. Jest to związane z tym, że zwiększając pasmo dla grupy roboczej (części użytkowników sieci) możemy spowodować wzrost obciążenia w innym fragmencie sieci.
· Modernizacja częściami zakłada stopniowe modernizowanie fragmentów sieci i adekwatnie do uzyskanych efektów kolejne zmiany.
· Znając ruch generowany przez serwery i stacje można wyznaczyć za pomocą obliczeń wąskie gardła w sieci i je zlikwidować.
· Zastosowanie gotowych narzędzi do modelowania sieci, np. NetSys firmy Cisco.
K. Walkowiak, LAN
rafulus