Коммутация сетей. Часть 1

Коммутация – важнейший аспект построения любой сети, особенно – корпоративной. Этой публикацией мы открываем цикл статей, посвященных коммутации. В первой ее части мы сосредоточимся на теоретической составляющей и начнем с определения терминов.

Коммутацией в компьютерной сети принято называть процесс объединения ее абонентов с помощью транзитных узлов. В качестве абонентов могут выступать как персональные компьютеры, так и другие офисные устройства (принтеры, факсы и т.д.), а также отдельные сегменты локальных сетей.

Необходимость коммутации сетей возникла в связи с невозможностью соединения двух абонентов в сетях общего доступа с помощью индивидуальной физической линии связи – т.к. таких число таких абонентских пар исторически всегда превышало возможности сетевой инфраструктуры. Потребовались технологии коммутации, позволяющие связывать абонентов, разделяя между ними существующие физические каналы связи. В общем случае эти технологии сводятся к тому, что за каждым абонентом закрепляется личная линия связи, которая обеспечивает его подключение к устройству-коммутатору, а линии связи между несколькими коммутаторами, используются уже совместно.

Коммутаторы делятся на два типа:

• Неуправляемые коммутаторы. Обычные автономные устройства в любой локальной сети, управляющие передачей данных самостоятельно и не имеют возможности дополнительной настройки. В силу своей дешевизны и простоты настройки получили широкое распространение при монтаже в домашних условиях и малом бизнесе.
• Управляемые коммутаторы. Более продвинутые устройства, которые администраторы сетей могу настраивать под заданные задачи.

Также коммутаторы можно разделить на три уровня в зависимости от тех задач, которые они выполняют в структуре локальной сети.

• Уровень доступа сети. Коммутаторы доступа предоставляют точки устройств конечного пользователя. В крупных локальных сетях фреймы коммутаторов доступа не взаимодействуют друг с другом, а передаются через коммутаторы распределения.
• Уровень распределения. Коммутаторы данного уровня пересылают трафик между коммутаторами доступа, но при этом не взаимодействуют с конечными пользователями.
• Уровень ядра системы. Устройства данного типа объединяют каналы передачи данных от коммутаторов уровня распределения в крупных территориальных локальных сетях и обеспечивают высокую скорость коммутации потоков данных.

Теперь рассмотрим некоторые общие термины, важные для понимания процесса коммутации сетей: СКС, ЛВС и IP и широковещательный домен.

Структурированная кабельная система (СКС) – это физическая часть сети, включающая в себя, в узком смысле, кабели, переключатели, коммутационные панели и т.д., а в широком – совокупность сетей, в которую могут входить локальные вычислительные сети, (ЛВС) телефония, устройства видеонаблюдения и т.д. Как правило для настройки коммутации системному администратору не требуется глубоко погружения в физическую архитектуру сети.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) , часто более известна специалистам как Local Area Network (LAN), поскольку слово «вычислительная» уже долгое время является анахронизмом – это сеть конкретной компании. Если углубиться в детали, то термин LAN корректнее использовать для наименования локальной сети, находящейся под управлением одного системного администратора – как правило вся часть IT-инфраструктуры компании, берущая начало от роутера.

IP-адресация: индивидуальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, строящийся на базе стека протоколов TCP/IP. При подключении роутера к сети роутер как правило выдает IP-адрес вида 192.168.1.x. Начальные цифры обусловлены тем, что IP-адреса можно разделить на публичные и приватные. Первые применяются в интернете, они уникальны и распределяются IANA(Internet Assigned Numbers Authority). Вторые – нужны для использования в частных сетях. Они повторяются в разных локальных сетях т.к. не выходят за их пределы.

Широковещательный домен – логический сектор сети, необходимый для широковещательной передачи данных между устройствами без задействования маршрутизаторов. Подробнее об их функции в контексте теории коммутации мы поговорим в следующих публикациях.

В следующей статье мы расскажем о некоторых характеристиках коммутаторов, определяющихся понятиями, освещенными выше, а также рассмотрим уровни модели стека сетевых протоколов Open Systems Interconnection (OSI/ISO), затрагивающие коммутацию в локальных сетях предприятий.