11.1. Выбор размера сети и ее структуры
Любое проектирование, как известно, представляет собой сильно упрощенное моделирование еще не наступившей действительности. Именно поэтому предусмотреть все возможные факторы, учесть все потребности, которые могут возникнуть в будущем, практически невозможно, и все самые подробные руководства по проектированию чего бы то ни было имеют не слишком большую ценность.
Однако самые общие подходы к проектированию локальных компьютерных сетей все-таки могут быть сформулированы, некоторые полезные принципы такого проектирования могут быть предложены и с успехом использованы. Не стоит только воспринимать их как пригодные для любых практических случаев и достаточные для всех возможных ситуаций.
При создании новой сети для какого-нибудь предприятия желательно учитывать следующие факторы.
- Требуемый размер сети (в ближайшем будущем и по прогнозу на перспективу).
- Требуемая структура, иерархия и основные части сети (по подразделениям предприятия, а также по комнатам, этажам и зданиям предприятия).
- Основные направления и интенсивность информационных потоков (в ближайшем будущем и в дальней перспективе).
- Технические характеристики оборудования (компьютеров, адаптеров, кабелей, репитеров, концентраторов, коммутаторов) и его стоимость.
- Возможности прокладки кабельной системы в помещениях и между ними, а также меры обеспечения целостности кабеля.
- Обеспечение обслуживания сети и контроля за ее безотказностью и безопасностью.
- Требования к программным средствам по допустимому размеру сети, скорости, гибкости, разграничению прав доступа, стоимости, возможностям контроля за обменом информацией, и т.д.
- Необходимость подключения к глобальным сетям или к другим локальным сетям.
Вполне возможно, что после изучения всех перечисленных и не перечисленных факторов выяснится, что вполне можно обойтись вообще без сети, избежав тем самым довольно больших затрат на аппаратуру и программное обеспечение, на установку и эксплуатацию сети, на зарплату обслуживающему персоналу, на поддержку и ремонт и т.д.. Например, если имеется всего несколько пользователей, которые работают на своих компьютерах автономно и только иногда обмениваются файлами, то сеть вполне может заменить обычная дискета (это и дешевле, и гораздо менее хлопотно).
Сеть порождает множество дополнительных проблем по сравнению с автономными компьютерами: от простейших механических (компьютеры, подключенные к сети, сложнее переносить с места на место) до сложных информационных (необходимость контролировать совместно используемые ресурсы, предотвращать заражение сети вирусами). К тому же пользователи сети уже не так независимы, как пользователи автономных компьютеров, им надо придерживаться определенных правил, подчиняться установленным требованиям, которым их необходимо научить.
Наконец, сеть остро ставит вопрос о безопасности информации, защиты от несанкционированного доступа, ведь с любого компьютера сети можно считать данные с общих сетевых дисков. Защитить один компьютер или даже несколько одиночных компьютеров в любом случае гораздо проще, чем целую сеть. Поэтому приступать к установке сети целесообразно только тогда, когда без сети работа становится попросту невозможной, непроизводительной, когда отсутствие межкомпьютерной связи тормозит работу и сдерживает развитие дела.
Первым этапом проектирования сети должен стать анализ существующей ситуации и задач, которые будет решать сеть. Должен быть определен (хотя бы приблизительно) размер сети и ее структура.
Под размером сети в данном случае понимается как количество объединяемых в сеть компьютеров, так и расстояния между ними. Надо четко представлять себе, сколько компьютеров (минимально и максимально) нуждается в подключении к сети. В любом случае надо оставлять возможность для дальнейшего роста количества компьютеров в сети, хотя бы процентов на 20-50. Кстати, совсем не обязательно раз и навсегда включать в сеть все компьютеры предприятия. Может быть, имеет смысл оставить некоторые из них автономными, например, из соображений безопасности информации на их дисках. Количество подключенных к сети компьютеров сильно влияет как на ее производительность, так и на сложность ее обслуживания. Оно также определяет стоимость требуемых программных средств. Поэтому ошибки в данном случае могут иметь довольно серьезные последствия.
Требуемая длина линий связи сети играет не меньшую, а иногда и большую роль в проектировании сети, чем количество компьютеров. Например, если расстояния очень большие, может понадобиться использование очень дорогого или редкого оборудования. К тому же с увеличением расстояния резко возрастает значимость защиты линий связи от внешних электромагнитных помех. От расстояния зависит и скорость передачи информации по сети (выбор между Ethernet и Fast Ethernet). Целесообразно при выборе расстояний закладывать небольшой запас (хотя бы процентов 10) для учета различных непредвиденных обстоятельств. Кстати, преодолеть ограничения по длине иногда можно путем выбора структуры сети, разбиения ее на отдельные части.
Под структурой сети понимается способ разделения сети на части (сегменты), а также способ соединения этих сегментов между собой. Сеть предприятия может включать в себя рабочие группы компьютеров, сети подразделений, опорные сети, средства связи с другими сетями. Для объединения частей сети могут использоваться репитеры, репитерные концентраторы, коммутаторы, мосты и маршрутизаторы. Причем в ряде случаев стоимость этого объединительного оборудования может даже превысить стоимость компьютеров, сетевых адаптеров и кабеля. Поэтому выбор структуры сети исключительно важен.
В идеале структура сети должна соответствовать структуре здания или комплекса зданий предприятия. Рабочие места группы сотрудников, занимающихся одной задачей (например, бухгалтерия, отдел продаж, инженерная группа) должны располагаться в одной комнате или в рядом расположенных комнатах. Тогда можно все компьютеры этих сотрудников объединить в один сегмент, в одну рабочую группу и установить вблизи их комнат сервер, с которым они будут работать, а также концентратор или коммутатор, связывающий их компьютеры. Точно так же рабочие места сотрудников подразделения, занимающихся комплексом близких задач, лучше расположить на одном этаже здания, что существенно упростит их объединение в единый сегмент и дальнейшее администрирование этого сегмента. На этом же этаже удобно расположить коммутаторы, маршрутизаторы и серверы, с которыми работает данное подразделение.
Как и в других случаях, при выборе структуры целесообразно оставлять возможности для дальнейшего развития сети. Например, лучше приобретать коммутаторы или маршрутизаторы с количеством портов, несколько большим необходимого в настоящий момент (хотя бы на 10-20 процентов). Это позволит при необходимости легко включить в сеть новый сегмент или несколько сегментов. Ведь любое предприятие всегда стремится к росту), и этот рост не должен приводить к необходимости проектировать сеть предприятия заново.
Рассмотрим простейший пример для небольшого предприятия.
Пусть предприятие занимает три этажа, на каждом из которых по пять комнат, и включает в себя три подразделения, в каждом из которых по три группы. В этом случае можно построить сеть таким образом (рис. 11.1):
- Рабочие группы занимают по 1~3 комнаты, их компьютеры объединены между собой репитерными концентраторами. Концентратор может использоваться один на комнату, один на группу или один на весь этаж. Под концентратор лучше выделить одну из комнат (небольшую).
- Подразделения занимают отдельный этаж. Все три сети рабочих групп каждого подразделения объединяются коммутатором, а для связи с сетями других подразделений используется маршрутизатор. Коммутатор вместе с одним из концентраторов лучше расположить в отдельной комнате.
Рис. 11.1. Структура сети предприятия (С — серверы рабочих групп, РК — репитер-ные концентраторы. Ком — коммутаторы)
- Общая сеть предприятия, включающая три сегмента сетей подразделений, объединенных маршрутизатором. Этот же маршрутизатор может использоваться для подключения к глобальной сети.
- Серверы рабочих групп располагаются в комнатах рабочих групп, серверы подразделений — на этажах подразделений.
В рассмотренной ситуации области коллизий (зоны конфликта) сети будут включать в себя сегменты, расположенные в комнатах каждой рабочей группы, плюс сегмент, связывающий концентратор рабочей группы с коммутатором подразделения. Всего таких областей коллизий будет девять. Именно для них необходимо проводить расчеты работоспособности сети в соответствии с предыдущей главой. Широковещательные области будут включать в себя все сегменты сети каждого подразделения плюс сегмент, связывающий коммутатор подразделения с маршрутизатором предприятия. Таких широковещательных областей будет всего три.
Рис. 11.2. Структура сети предприятия (С — серверы рабочих групп, РК — репитер-!ые концентраторы, РКП — концентраторы подразделений)
Сели предполагаемая интенсивность обмена по проектируемой сети не лишком велика, если компьютеров не слишком много, если размеры зда-[ия позволяют, то, вполне возможно, удастся обойтись без маршрутиза-‘оров — довольно сложных и дорогих устройств. Тогда сети подразделе-:ий будут объединяться концентраторами, а между собой будут оединяться коммутаторами (рис. 11.2). Области коллизий будут в дан-:ом случае включать в себя все сегменты сети каждого из подразделений :люс сегмент, соединяющий концентратор подразделения и коммутатор редприятия. Таких областей коллизий будет всего три. Для них надо про-одить расчет работоспособности сети, как описано в предыдущей главе. Единственная широковещательная область будет в данном случае вклю-ать в себя всю сеть предприятия.
В ситуации, когда компьютеров на предприятии немного (до 50), вполне озможно, что имеет смысл отказаться не только от маршрутизаторов, но от коммутаторов, оставив только репитерные концентраторы. Более того, ри такой малой сети и низкой интенсивности обмена вполне может оказаться подходящей сеть Ethernet на тонком коаксиальном кабеле (сегменты 10BASE2) вообще без концентраторов или с 1-2 простейшими репитерами. Правда, в последнем случае, возможно, придется все компьютеры каждого сегмента разместить на одном этаже из-за ограничений на длину кабеля сегмента 10BASE2.
Конечно, такая идиллическая картина наблюдается далеко не всегда. В реальности все обычно бывает гораздо сложнее. Например, структура подразделений может вообще не соответствовать структуре комнат и этажей. Предприятие может занимать два далеко разнесенных помещения в одном здании или даже три—четыре далеко разнесенных здания. Тогда может понадобиться применение оптоволоконных сегментов (возможно, и полнодуплексных, которые обеспечивают максимально возможную длину кабеля). А структура сети при этом может быть чрезвычайно сложной, с множеством областей коллизий и широковещательных областей.