Представления и топологии сетей
Сетевые архитекторы и администраторы должны уметь показать, как будут выглядеть их сети. Они должны иметь возможность легко видеть, какие компоненты подключаются к другим компонентам, где они будут расположены и как они будут подключены. Для представления различных устройств и каналов, из которых состоит сеть, на схемах сетей часто используются символы, такие как на рисунке.
Изображение показывает символы, используемые в схемах сети. Вверху находятся следующие конечные устройства: настольный компьютер, ноутбук, принтер, IP-телефон, беспроводной стол и конечная точка TelePresence. Посередине находятся следующие промежуточные устройства: беспроводной маршрутизатор, коммутатор локальной сети, маршрутизатор, многоуровневый коммутатор и устройство межсетевого экрана. Внизу расположены следующие сетевые средства массовой информации: синие волны, изображающие беспроводные носители, сплошная черная линия, изображающая носители локальной сети, и красный световой болт, изображающий носители глобальной сети.
Схема обеспечивает наглядный способ понимания, каким образом устройства в большой сети связаны между собой. Этот тип изображения сети называется схемой топологии. Способность понимать логические представления физических сетевых компонентов имеет критическое значение в визуализации организации и функционирования сети.
В дополнение к этим представлениям используется специальная терминология для описания того, как каждое из этих устройств и носители соединяются друг с другом:
- Сетевые интерфейсные платы (Network Interface Card, NIC) служат для подключения устройства к сети.
- Физический порт — разъем на сетевом устройстве, через который кабели подключены к компьютеру или другому сетевому устройству.
- Интерфейс — специализированные порты в сетевом устройстве, которые подключаются к отдельным сетям. Поскольку маршрутизаторы используются для связывания сетей, порты маршрутизатора называются сетевыми интерфейсами.
Примечание: Термины «порт» и «интерфейс» часто взаимозаменяемы.
Топологические схемы
Диаграммы топологии являются обязательной документацией для всех, кто работает с сетью. Они представляют визуальную карту соединений в сети. Существует два типа топологических диаграмм: физические и логические.
Диаграмма физической топологии
Схемы физической топологии — физическое расположение промежуточных устройств и кабельных линий. Можно видеть, что комнаты, в которых расположены эти устройства, помечены в этой физической топологии.
Топология физической сети показывает шесть комнат, каждая из которых выделена светло-желтым прямоугольником, с различными сетевыми устройствами и кабелями. С левой стороны находится серверная комната с надписью комната 2158. Он содержит маршрутизатор с маркировкой R1, установленный на полке 1 стойки 1 с шестью кабельными соединениями. Кабель в верхней части подключается к облаку с надписью Интернет. Кабель слева подключается к коммутатору с надписью S1, установленному на полке 2 стойки 1. S1 подключен к трем серверам: веб-серверу, установленному на полке 1 стойки 2, почтовому серверу, установленному на полке 2 стойки, и файловому серверу, установленному на полке 3 стойки 2. Кабель, подключенный к нижней части R1, подключается к коммутатору с полотчатой S2 установлен на стойке 1 полка 3. S2 имеет два соединения, ведущие к принтеру и ПК в ИТ-офисе с пометкой комната 2159. R1 имеет три кабеля справа, подключенных к трем коммутаторам, расположенным в комнате 2124. Верхний коммутатор имеет маркировку S3 и установлен на полке 1 стойки 1. Средний коммутатор имеет маркировку S4 и установлен на стойке 1 полке 2. Нижний коммутатор имеет маркировку S5 и установлен на полке 1 стойки 3. S3 имеет кабель слева, подключенный к ноутбуку в комнате, помеченной как класс 1 комната 2125. S4 имеет кабель слева, подключенный к ноутбуку в комнате, помеченной как класс 2, комната 2126. S5 имеет кабель слева, подключенный к ноутбуку в комнате, помеченной как класс 3 комната 2127.
Диаграмма логической топологии
Диаграмма логической топологии иллюстрирует устройства, порты и схему адресации сети, как показано на рисунке. Вы можете увидеть, какие конечные устройства подключены к каким промежуточным устройствам и какие носители используются.
Топология логической сети показывает устройства, метки портов и схему сетевой адресации. В середине изображения находится маршрутизатор с надписью R1. Порт с надписью G0/0 подключается к облаку в верхней части помеченного как Интернет. Порт с надписью G0/1 подключается слева к коммутатору с надписью S1 на порту G0/1. S1 подключен к трем серверам. S1 и серверы выделены светло-желтым кругом с надписью 192.168.10.0 сверху. Порт F0/1 на S1 подключается к веб-серверу. Порт F0/2 на S1 подключается к почтовому серверу. Порт F0/3 на S1 подключается к файловому серверу. Порт F0/1 на R1 подключается внизу к коммутатору с надписью S2. S2 подключается к принтеру и ПК, все из которых выделены в светло-желтый круг с сетью 192.168.11.0, написанной внизу. Слева от R1 расположены три дополнительных соединения, каждое из которых подключается к коммутатору на порту G0/1, который затем подключается к ноутбуку на порту F0/1. Каждый коммутатор и ноутбук выделены желтым цветом и отображается сетевой адрес. Порт G0/0 R1 подключается вверху к коммутатору S3 в сети 192.168.100.0. Порт G1/1 R1 соединяется посередине с коммутатором S4 в сети 192.169.101.0. Порт G1/2 на R1 подключается внизу к коммутатору с надписью S5 в сети 192.168.102.0.
На данном этапе курса вам достаточно знать о топологиях, показанных на схемах физической и логической топологии. Более сложные примеры вы можете найти в Интернете по запросу «схемы сетевой топологии». Если вы добавите слово «Cisco» в поисковую фразу, вы найдете множество топологий с использованием значков, которые похожи на те, что вы видели на этих рисунках.
Топологии
Вы узнали из предыдущей темы, что канальный уровень подготавливает сетевые данные для физической сети. Он должен знать логическую топологию сети, чтобы иметь возможность определить, что необходимо для передачи кадров с одного устройства на другое. В этом разделе объясняется, как канальный уровень связи данных работает с различными логическими топологиями сети.
Топология сети описывает расположение или взаимосвязь сетевых устройств, а также соединения между ними.
Существует два типа топологий, используемых при описании сетей LAN и WAN:
- Физическая топология – Этот термин относится к физическим соединениям и определяет, каким образом соединяются друг с другом оконечные устройства и устройства сетевой инфраструктуры, такие как маршрутизаторы, коммутаторы и точки беспроводного доступа. Топология может также включать определенное местоположение устройства, например номер комнаты и местоположение на стойке оборудования. Физическая топология чаще всего организована по схеме «точка-точка» или «звезда».
- Логическая топология – Термин, используемый для описания путей передачи кадров между узлами. Эта топология определяет виртуальные подключения с использованием интерфейсов устройств и схем IP-адресации уровня 3.
При управлении доступом данных к среде канальный уровень «видит» логическую топологию сети. Именно логическая топология влияет на выбор типа кадрирования в сети и управления доступом к среде.
На рисунке отображается образец физической топологии для небольшой выборки сети.
Топология физической сети показывает шесть комнат, каждая из которых выделена светло-желтым прямоугольником, с различными сетевыми устройствами и кабелями. С левой стороны находится серверная комната с надписью комната 2158. Он содержит маршрутизатор с маркировкой R1, установленный на полке 1 стойки 1 с шестью кабельными соединениями. Кабель в верхней части подключается к облаку с надписью Интернет. Кабель слева подключается к коммутатору с надписью S1, установленному на полке 2 стойки 1. S1 подключен к трем серверам: веб-серверу, установленному на полке 1 стойки 2, почтовому серверу, установленному на полке 2 стойки, и файловому серверу, установленному на полке 3 стойки 2. Кабель, подключенный к нижней части R1, подключается к коммутатору с пометкой S2 установлен на стойке 1 полка 3. S2 имеет два соединения, ведущие к принтеру и ПК в ИТ-офисе с пометкой комната 2159. R1 имеет три кабеля справа, подключенных к трем коммутаторам, расположенным в комнате 2124. Верхний коммутатор имеет маркировку S3 и установлен на полке 1 стойки 1. Средний переключатель имеет маркировку S4 и установлен на стойке 1 полка 2. Нижний выключатель имеет маркировку S5 и установлен на стойке 1 полка 3. S3 имеет кабель слева подключен к ноутбуку в комнате класса 1 комната 2125. S4 имеет кабель слева подключен к ноутбуку в комнате класса 2 комната 2126. S5 имеет кабель слева подключен к ноутбуку в комнате класса 3 комната 2127.
На следующем рисунке показан пример logical топологии для той же сети.
В логической топологии сети отображаются устройства, метки портов и схема сетевой адресации. В середине изображения находится маршрутизатор с надписью R1. Порт с надписью G0/0/0 подключается к облаку в верхней части помеченного Интернета. Порт с надписью G0/2/0 подключается слева к коммутатору с надписью S1 на порту G0/1. S1 подключен к трем серверам. S1 и серверы подсвечены светло-желтым кругом с сетью 192.168.10.0/24, написанной вверху. Порт F0/1 на S1 подключается к веб-серверу. Порт F0/2 на S1 подключается к почтовому серверу. Порт F0/3 на S1 подключается к файловому серверу. Порт G0/0/1 на R1 соединяется внизу к коммутатору с надписью S2. S2 подключается к принтеру и ПК, все из которых выделены в светло-желтый круг с сетью 192.168.11.0/24, написанной внизу. Справа от R1 расположены три дополнительных соединения, каждое из которых подключается к коммутатору на порту G0/1, который затем подключается к ноутбуку на порту F0/1. Каждый коммутатор и ноутбук выделены желтым цветом, а сетевой адрес отображается. Порт G0/0/1 R1 подключается вверху к коммутатору с меткой S3 в сети 192.168.100.0. Порт G0/1/0 R1 соединяется посередине с коммутатором S4 в сети 192.169.101.0. Порт G0/1/1 на R1 подключается внизу к коммутатору с надписью S5 в сети 192.168.102.0. R1 подключается к Интернету по интерфейсу G0/0/0.