Что такое уровень распределения в компьютерных сетях

Коммутаторы уровня доступа, распределения, ядра

Трехуровневая модель сети впервые была предложена инженерами компании Cisco. Смысл этой модели состоит в том, чтобы объединить все устройства в архитектуре сети в группы по древовидному принципу. Если представить, что уровни доступа — это дерево (возможно, это звучит забавно, но древовидная структура почитается всеми сетевыми специалистами), то:

• ядро сети — ствол;
• распределители, агрегаторы — крупные ветви;
• коммутаторы уровня доступа — мелкие и тонки ветки в большом количестве;
• пользователи — листва.

Так легче ориентироваться в уровнях, подуровнях и прочих хитросплетениях сетевого администрирования.

Такая иерархия в больших и сложных сетях позволяет распределять устройства по отдельным кластерам, согласно их функциям и техническим возможностям, а также упрощает контроль их работы. Трафик при этом передается от нижестоящего узла на вышестоящий, маршрутизируется и направляется по конечному адресу. По сути такая система служит огромным приемно-сортировочным пунктом, который вначале стремится к централизации данных, а затем рассылает пакеты по запрашиваемым портам-адресатам.

Коммутаторы уровня ядра

Основная задача такого оборудования — обеспечить быструю и безотказную транспортировку огромного объема трафика. Само собой, без задержек. Также предварительно надо озаботиться настройкой ACL и маршрутизации в целом, иначе поток сильно замедлится.

Зачастую при проблемах с пиковой производительностью приходится сжимать зубы и полностью менять сетевую инфраструктуру на более мощную. Классическим расширением тут не отделаешься, поскольку 8 портов по 100 Мбит + 8 портов по 100 Мбит будут на голову хуже 4 портов по 1 Гбит. И не забывайте про резервное кольцо на всякий случай.

Сетевые устройства уровня ядра зачастую работают по принципу VLAN на один узел Distribution-уровня. А это еще кто такие? А вот сейчас познакомим.

Коммутаторы уровня распределения (агрегации)

Говоря простым языком — распределители трафика между VLAN-сетями с последующей фильтрацией по ACL-протоколу. Такие устройства ориентированы на описание политики сети для конечного потребителя. Они же формируют широковещательные потоки Broadcast и Multicast-доменов и рассылок. Ваше IPTV — их рук дело.

Здесь периодически используют статические маршруты на базе динамических протоколов. Нередко можно встретить устройства распределения трафика с внушительной емкостью SFP-портов, которые одновременно являются и портами расширения (дополнительные устройства, объединение в кластер), и инструментом для использования связей с коммутаторами уровнем ниже. С их же помощью определенное число узлов объединяют в кольцо.

А еще подобные коммутаторы нередко встречаются с функционалом L2+ (L3 Lite) и принципом калибровки «VLAN каждого сервиса соответствует одному узлу Access».

Как вы понимаете, мы подобрались к третьей категории устройств

Access-коммутаторы (уровня доступа)

Эти устройства созданы для того, чтобы к ним подключались сами пользователи. Вы наверняка встречали маркировку DSCP, но не знали, что она значит. Все просто: трафик, маркированный меткой DSCP, приходит как раз от абонентов, чтобы его было легче отслеживать.

Зачастую это классические коммутаторы L2 (реже — L3) с классическим принципом настройки:

Как определить подходящее устройство

Вы уже поняли, что корпоративная сеть делится на три уровня. Преимущества такого подхода — оптимизация расходов, грамотный выбор оборудования L2 и L3 (иногда L2+). Если стоит выбор между уровнями, спросите себя, где оно будет стоять. Если компания небольшая, то выбор L2 очевиден.

Большая сеть по умолчанию должна быть надежной, так что здесь использование коммутаторов L3 — вопрос надежности. При этом устройство должно поддерживать VLAN, ACL и QoS.

Коммутаторы ядра по умолчанию бывают третьего уровня, при этом зачастую комплектуются жирными пропускными Ethernet-каналами:

Они не гоняют пакеты. Скорее выполняют роль меж-виртуальной маршрутизации:

• распределение трафика;
• скорость пересылки;
• списки доступа и распределение устройств.

Иными словами — делают все для максимальной скорости передачи под предельными нагрузками. Нередко на «ядерные» коммутаторы ложится и защита от DDoS с использованием протоколов третьего уровня. А потому такие устройства должны быть максимально отказоустойчивыми.

Закончить хотелось бы простой идеей: идеальных устройств коммутации не существует. Особенно, если вы плотно столкнулись с коммерческими структурами, где уровни доступа, пропускной способности, производительности оборудования рассчитываются чуть ли не для каждого сотрудника, не говоря уже о различных отделах. Изучите подробнее уровни и защитные функции коммутаторов, чтобы сделать правильный выбор. , либо закажите консультацию специалистов, которые ответят на все ваши вопросы.

Источник

Иерархическая модель сети от Cisco

3-уровневая иерархическая модель Cisco нацелена на построение надежной, масштабируемой и высокопроизводительной сетевой конструкции. Этот высокоэффективный сетевой иерархический подход обеспечивает экономичный, модульный, структурированный и простой метод (обеспечивает несложный и единообразный проект) для удовлетворения существующих и будущих потребностей роста сети. Каждый из уровней имеет свои особенности и функциональность, что еще больше упрощает сети.

Что же заставляет нас переходить к использованию 3-уровневневого иерархического подхода, представлены ниже —

• Масштабируемость (Scalability) — эффективно приспосабливается к будущему росту сети;
• Простота управления и устранения неполадок — эффективное управление и простота в устранении причины сбоя;
• Более простая и структурированная фильтрация и принудительное применение политик — проще создавать фильтры/политики и применять их в сети;
• Избыточность и отказоустойчивость — в сети могут происходить сбои/простои устройств, и она должна продолжать предоставлять услуги с той же производительностью, в случае выхода из строя основного устройства;
• Высокая производительность — иерархическая архитектура для поддержки высокой пропускной способности и высокой производительности базовой активной инфраструктуры;
• Модульность — обеспечивает гибкость в проектировании сети и облегчает простое внедрение и устранение неполадок.

Уровень ядра (внутренний уровень) | Core layer

Этот уровень также называется сетевым магистральным уровнем и отвечает за обеспечение быстрого транспорта между распределительными коммутаторами в пределах кампуса предприятия.

Станциями внутреннего уровня являются коммутаторы высокого класса и высокопроизводительные коммутаторы, имеющие модульный форм-фактор. Это полностью резервные устройства, поддерживающие расширенные функции коммутации уровня 3 и протоколы динамической маршрутизации. Основным здесь является сохранение конфигурации как можно более минимальной на уровне ядра.

Из-за очень высокой критичности этого слоя, проектирование его требует высокого уровня устойчивости для быстрого и плавного восстановления, после любого события сбоя сети в пределах блока ядра.

Ниже приведены основные характеристики внутреннего уровня —

• Высокая производительность и сквозная коммутация;
• Обеспечение надежности и отказоустойчивости;
• Масштабируемый;
• Избегание интенсивных манипуляций с пакетами ЦП, вызванных безопасностью, инспекцией, классификацией качества обслуживания (QoS) или другими процессами.

Вот некоторые модели коммутаторов Cisco, работающих на уровне ядра, являются Catalyst серии 9500/6800/6500 и nexus серии 7000.

Распределительный уровень | Distribution layer

Распределительный уровень расположен между уровнями доступа и ядра. Основная функция этого уровня — обеспечить маршрутизацию, фильтрацию и WAN-доступ, а также визуализировать связь между уровнями доступа и ядра. Кроме того, коммутаторы уровня распределения могут предоставлять восходящие службы для многих коммутаторов уровня доступа. Уровень распределения гарантирует, что пакеты маршрутизируются между подсетями и Inter/Intra VLAN в среде кампуса. Как стандартный подход, шлюзы по умолчанию для всех VLAN будут коммутаторами уровня распределения. На самом деле серверные устройства не должны быть напрямую подключены к распределительным коммутаторам. Этот подход обеспечивает экономию затрат на один порт за счет высокой плотности портов при менее дорогостоящих коммутаторах уровня доступа.

Основные функции распределительного уровня перечислены ниже —

• Аккумулирование каналов LAN / WAN;
• Контроль доступа и фильтрация, такие как ACLs и PBR;
• Маршрутизация между локальными сетями и VLAN, а также между доменами маршрутизации;
• Избыточность и балансировка нагрузки;
• Суммирование подсетей и агрегирование маршрутов на границах / к уровню ядра;
• Управление широковещательным доменом. Устройство уровня распределения действует как демаркационная точка между широковещательными доменами.

Основными моделями коммутаторов Cisco, работающих на распределительном уровне, являются Catalyst серии 6800/6500/4500/3850

Уровень доступа | Access layer

Этот уровень включает в себя коммутаторы уровня 2 и точки доступа, обеспечивающие подключение к рабочим станциям и серверам. На восходящих линиях связи устройства уровня доступа подключаются к распределительным коммутаторам. Мы можем управлять контролем доступа и политикой, создавать отдельные коллизионные домены и обеспечивать безопасность портов на уровне доступа. Коммутаторы уровня доступа обеспечивают доставку пакетов на конечные устройства.

Уровень доступа выполняет ряд функций, в том числе:

• Коммутация уровня 2;
• Высокая доступность;
• Безопасность портов;
• Классификация и маркировка QoS;
• Граница доверия;
• Списки контроля доступа (ACL);
• Остовное дерево.

Основными моделями коммутаторов Cisco, работающих на уровне доступа, являются Catalyst серии 3850/3750/4500/3560/2960.

Источник