Intersieci

Minęło nie więcej niż 15 lat od momentu kiedy pojawiły się pierwsze komputery personalne, a już narzeka się, że ich stosowanie jako narzędzi indywidualnych, zaczyna być anachronizmem.

Minęło nie więcej niż 15 lat od momentu kiedy pojawiły się pierwsze komputery personalne, a już narzeka się, że ich stosowanie jako narzędzi indywidualnych, zaczyna być anachronizmem.

Spowodowane to jest szybkim rozwojem aplikacji dla grup roboczych (workgroups), w których istotne jest połączenie kilku lub kilkunastu stacji roboczych, tworzacych sieć lokalną LAN. Okazuje się, że rozwój zastosowań wymusza potrzebę dalszej integracji technologicznej; sieć lokalna LAN, nie może być wyizolowaną wyspą, lecz musi się kontaktować z innymi LAN-ami, tworząc złożony organizm sieciowy zwany intersiecią. Inaczej mówiąc, istnieje zapotrzebowanie na system o charakterze globalnym, w których komunikacja musi być szybka, celowa i pozbawiona błędów. Naprzeciw tym wymaganiom wychodzą najnowsze technologie łączenia sieci LAN, takie jak: rozszerzanie sieci, mostowanie, routing oraz inne, np. połączenia LAN poprzez sieci metropolitalne (standard IEEE 802.6) czy sieci WAN (Wide Area Networks). Rynek produktów związanych z budową intersieci jest jednym z najaktywniejszych rynków w dziedzinie informatyki. Szacuje się roczny przyrost sprzedaży w tym segmencie rynku na ok. 30%, a w samym tylko 1993 r. sprzedaż osiągnie wartość 1 - 2 mld USD. Celem artykułu jest przedstawienie Państwu najistotniejszych informacji dotyczących technologii intersieci, produktów intersieciowych i trendów rozwojowych w tym zakresie.

Co to jest intersieć? Intersieć to , składająca się z wielu sieci lokalnych LAN, połączonych ze sobą za pomocą urządzeń zwanych produktami intersieciowymi, takimi jak repeatery, mosty, routery lub bramy. Na rysunku 1 pokazano intersieci złożone z sieci LAN 1, LAN 2 i LAN 3, połączoną za pomocą routerów. Do łączenie sieci LAN w intersieci mogą być użyte także sieci WAN, sieci metropolitalne oraz sieci FDDI. Możliwe jest także łączenie sieci LAN za pośrednictwem publicznej sieci pakietów (rys. 2.).

Typy intersieci Obecnie można wyróżnić cztery podstawowe typy intersieci: lokalną, terenową, metropolitalną i rozprzestrzenioną. Przy łączeniu ze sobą sieci lokalnych, znajdujących się w jednym budynku, powstaje intersieć lokalna. Łącząc ze sobą lokalne intersieci w dwu lub kilku sąsiadujących ze sobą budynków, tworzymy intersieć terenową wykorzystującą szybką magistralą. Na rys. 3 pokazano przykład intersieci terenowej utworzonej z intersieci znajdujących się w trzech budynkach. Intersieć metropolitalna powstaje po połączeniu wielu sieci LAN. I wreszcie, gdy do sieci WAN podłączone są indywidualne sieci LAN lub lokalne intersieci to powstaje intersieć rozprzestrzeniona. Należy podkreślić, że lokalna intersieć wymaga tylko jednego urządzenie do połączenia dwu lub większej liczby LAN podczas gdy intersieć rozprzestrzeniona wymaga dwóch urządzeń do połączenia między dwiema sieciami LAN (rys. 2).

Intersieci a standardy Jest wiele spodobów łączenia sieci LAN ze sobą (rys. 4). O wyborze sposobu decyduje przede wszystkim cel jaki chcemy osiągnąć budując intersieć. I tak, gdy chcemy tylko nieznacznie zwiększyć obszar sieci LAN, to do jej rozszerzenia stosujemy urządzenie zwane repeaterem. Działanie repeatera odnosi się do pierwszego poziomu modelu OSI, jak to pokazano na rys. 4. Oznacza to w praktyce, że repeater nie dokonuje żadnej konwersji protokołu a jedynie pełni rolę wzmacniacza sygnałów. Minimalnej konwersji protokołów między łączonymi sieciami LAN dokonują urządzenia zwane mostami (bridges). Ich działanie związane jest z 2 poziomem OSI, a jednostkę transmisji w tym wypadku nazywamy ramką.

Zasadniczym zadaniem mostów jest filtracja informacji, polegająca na kierowaniu jej tylko do tych segmentów sieci, do których jest adresowana i niedopuszczenie jej do obszarów sieci, dla których nie jest przeznaczona.

Produkty intersieciowe, zwane routerami dokonują konwersji protokołów najniższych trzech poziomów modelu OSI. Urządzenia, które mogą działać na 2 lub 3 poziomie modelu OSI nazywamy brouterami (bridges/routers). Mosty i repeatery są najczęściej stosowanymi urządzeniami intersieciowymi. Routery są stosowane rzadziej do bezpośredniego łączenia sieci LAN ze sobą, ale są niezastąpione, gdy następuje łączenie odległych sieci LAN poprzez publiczną sieć pakietową.

Do czego służą repeatery? Podstawowym zadaniem repeatera jest regeneracja (wzmocnienie) sygnałów elektrycznych, występujących na magistrali określonego segmentu sieci, co umożliwia praktyczne połączenie z dodatkowym segmentem, rozszerzającym istniejącą sieć. Przykład takiego rozszerzenia sieci pokazano na rys. 5, gdzie repeater dwuportowy łączy, za pośrednictwem kabla i złącza AUI (Attachement Unit Interface), dwa segmenty (A i B) sieci wykonanej z "grubego" Etherneta. Na tym samym rysunku pakazano inny sposób rozszerzenia sieci, polegający na podłączeniu do segmentu B repeatera wieloprtowego, którego wyjściem są magistrale wykonane z "cienkiego" Etherneta.

Najpopularniejsze są mosty Mosty są najczęściej używanymi produktami intersieciowymi. Służą one do łączenia sieci podobnych lub "prawie" podobnych. Przez sieci podobne rozumiemy różne wersje sieci Ethernet (np. 10Base2 i 10Base5), podczas gdy "prawie" podobne to np. Ethernet (802.3) i Token Ring (802.5). Każdy most wyposażony jest w oprogramowanie rezydujące w dolnej części poziomu 2 (rys.6), w tzw. warstwie MAC (Medium Access Control). Górna warstwa poziomu 2-LLC (Logical Link Control) nie jest używana przez most.

Mosty nakazują chodzenie prostymi ścieżkami Przy stosowaniu mostów należy zwrócić uwagę na sposób w jaki łączą one ze sobą poszczególne sieci LAN. Sposób ten, określony przez drzewo mostowania (rys. 7), charakteryzuje się tym, że między dwiema komunikującymi się stacjami sieciowymi, niezależnie od tego w których LAN się znajdują, istnieje tylko jedna ścieżka; brakuje pętli i połączeń alternatywnych.

Mosty filtrują, uczą się i ... Mosty służą nie tylko do łączenia sieci ze sobą. Pełnią one ważne funkcje filtorwania informacji przepływającej między łączonymi segmentami sieci. Polega to na tym, że most kieruje określone informacje tylko do segmentu, do którego informacja ta jest adresowana i odwrotnie - tamuje dostęp informacji do segmentów, dla których nie jest ona przeznaczona. Ma to istotne znaczenie praktyczne; zapobiega powstawaniu wąskich gardeł na skutek ewentualnego przepływu informacji w segmentach, do których informacja nie jest adresowana. Aby spełnić właściwie swoją funkcję filtrowania, mosty wyposaża się w mechanizm uczenia się adresów stacji podłączonych do poszczególnych segmentów intersieci (rys. 8). Każdy most ma tablicę takich adresów, która początkowo jest pusta, a z chwilą rozpoczęcia pracy intersieci, most zaczyna ją ładować (uczyć się). Jeżeli do mostu dociera pakiet (zawierający adres stacji odbiorczej i nadawczej), np. od stronysegmentu A, to gdy w tablicy adresowej nie ma jeszcze adresu stacji nadawczej, most wpisuje ten adres (na rys. 8a jest to wartość "9"). Jeśli pakiet dociera do mostu od strony segmentu B i ma adresy jak to pokazano na rys. 8b, to pakiet ten może być przesłany do segmentu A ponieważ zawiera w swojej tablicy adresowej adres stacji nadawczej "603" (segment B) i adres stacji odbiorczej "9" (segment A). W tym miejscu należy podkreślić, że każda stacja sieciowa w całej intersieci powinna mieć adres unikalny.

... i "zalewają" Jeśli most jeszcze nie znajduje w tablicy adresowej adresu stacji odbiorczej (bo nie zdążył się nauczyć) to adresem tym "zalewa" (rys. 9) wszystkie swoje porty wyjściowe i w ten sposób szybko odnajduje stację przeznaczenia.

Do czego służą routery? Rolę routera pełni komputer, którego zadaniem jest wyznaczenie najwłaściwszej trasy (route) przepływu pakietów informacyjnych w intersieci, między stacją nadawczą a stacją odbiorczą. Administrator sieci dokonując wyrobu opcji programowej, decyduje o kryterium optymalizacji trasy; w jednym wypadku chodzi np. o to by połączenie było najtańsze, w innym zaś by było najszybsze. Dla wykorzystania tych możliwości, w intersieci muszą istnieć alternatywne trasy, a to jest możliwe pod warunkiem zainstalowania co najmniej dwóch routerów w każdej sieci (rys. 1), wchodzącej w skład intersieci.

Wieża Babel Jednym z kierunków rozwojowych w dziedzinie intersieci jest to, by routery stały się routerami wieloprokołowymi, co pozwoli "rozmawiać wszystkim ze wszystkimi". Obecnie dominującym protokołem jest protokół TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Jednakże wymaganie jest szersze i dotyczy przede wszystkim następujących bardzo popularnych protokołów: IPX/SPX (protokół Novella), Apple Talk (protokół Apple), DECnet (protokół DEC) i SNA (protokół IBM). Interesującym faktem jest zapowiedź IBM o wprowadzeniu routerów wieloportowych (6611 Network Processor). Jest to wyraźny ukłon w stronę tych użytkowników, którzy zamierzają połączyć SNA z innymi sieciami LAN.

Trudno wyobrazić sobie przyszłość intersieci bez WAN Obecnie dominującym rynkiem w zakresie produktów intersieciowych na świecie są mosty i routery. Umożliwiają one budowę intersieci w LAN usytuowanych blisko siebie. Do łączenia (w intersieci) LAN odległych, niezbędne jest stosowanie "ogniwa pośredniego" w postaci sieci rozległej WAN. Stąd duże zainteresowanie dostawców intersieci szybkimi technologiami WAN, do ktorych zaliczamy SMDS (Switched Multimagabit Data Service), a w szczególności ATM (Asynchronous Transfer Mode).


TOP 200