Rozdział 11. ¨ Portale LAN                            273

Rozdział 11.
Portale LAN

u        Grube kable.

u        Rozbudowa i segmentacja sieci.

u        Podsumowanie.

W pierwszym rozdziale przedstawiona została teza, że dla wielu współczesnych organizacji informacja pełni rolę surowca, półproduktu i wyrobu gotowego. Sieci komputerowe, w tym Internet i intranety, to linie produkcyjne, magazyny, a nawet punkty sprzedaży produktów informacyjnych generowanych przez wiele firm. Sieci te działają jako lokalne, regionalne, a także międzynarodowe systemy dystrybucyjne dla współczesnego handlu. Tworzą one komercyjną infrastrukturę dla firm oraz krajowych i wielonarodowych organizacji ekonomicznych.

Jeśli sieci lokalne odpowiadają wewnętrznym liniom produkcyjnym w fabrykach, to sieci komputerowe wykorzystujące dzierżawione linie telefoniczne, sieci metropolitalne (metropolitan area network – MAN) i sieci rozległe (wide area network – WAN) są odpowiednikami systemu dróg samochodowych – od podrzędnych i dojazdowych – do autostrad. Do infrastruktury komunikacyjnej mają także zastosowanie inne analogie z infrastruktury transportowej, jak na przykład drogi płatne i drogi prywatne. I tak jak drogi samochodowe, sieci MAN, WAN i sieci prywatne mają różne pojemności, różną ekonomikę i nawet różne „przepisy drogowe”.

Niektóre firmy używają własnych linii kolejowych i prywatnych autostrad, podczas gdy inne korzystają z sieci dróg publicznych i usług komercyjnych. Podobnie niektóre organizacje mają własne instalacje sieci MAN i WAN. Większość jednak dzierżawi specjalistyczne usługi od usługodawców komercyjnych. Usługodawcy ci to zarówno operatorzy dalekiego zasięgu, jak na przykład AT&T, Sprint i MCI, firmy specjalistyczne, takie jak @Home oraz lokalni i konkurencyjni operatorzy telekomunikacyjni.

Internet i korporacyjne intranety to nic innego, jak centra handlowe, biblioteki, centra rozrywki, drogowskazy i chodniki wybudowane obok dróg. Odpowiedź na pytanie, czy to centra handlowe spowodowały wybudowanie dróg, czy też było odwrotnie, nie prowadzi do niczego, najważniejsze, że jedne i drugie spotkały się w tym samym miejscu i w tym samym czasie. Potęga Internetu i WWW wzięła się z rzeczy prostych, takich jak możliwość tworzenia natychmiastowych i nieograniczonych odwołań oraz łatwość zbudowania tablicy ogłoszeń. Technologia internetowa nie jest niczym nadzwyczajnym. To normalna, prosta sieć komputerowa, jednak jej skala i wykorzystanie są rzeczywiście nadzwyczajne.

Jeśli menedżerowie przemysłu ciężkiego pozostawią kontrolę nad systemami transportowymi całkowicie w rękach specjalistów, narażają funkcjonowanie podległych sobie fabryk na zakłócenia i nieprzyjemne niespodzianki. Podobnie jest z systemami komunikacji komputerowej. Ponieważ są one bardzo ważne dla funkcjonowania wielu firm, wymagają szczególnej opieki i zarządzania na wysokim poziomie. Problem w tym, że dobrze zaprojektowane sieci nie rzucają się w oczy, a związane z nimi zagadnienia są zrozumiałe tylko dla specjalistów. Ponieważ jednak mają one strategiczne znaczenie, a ich eksploatacja jest kosztowna, menedżerowie organizacji, które opierają swoje działanie na sieciach komputerowych, powinni mieć ogólną wiedzę na ten temat, aby móc efektywnie nadzorować pracę specjalistów od systemów informacyjnych. W niniejszym rozdziale omówione zostały głównie portale dla połączeń pomiędzy sieciami LAN. Nawet Internet to nic innego jak tylko zbiór łączy pomiędzy sieciami lokalnymi. W następnym rozdziale omówiono rozwiązania alternatywne dla łączy sieci lokalnych. Potem przejdziemy do sedna sieci IP, intranetów i dostępu do Internetu.

Grube kable

Sieci lokalne mają szerokie pasmo transmisyjne; mogą przesyłać miliony bitów danych na sekundę. Łatwo zrozumieć koncepcję, jeśli można wyobrazić sobie sieć LAN jako gruby kabel, którym można przesłać szybko wiele danych. Ponieważ sygnały odpowiadające zerom i jedynkom w szybkich sieciach LAN podążają „ciasno” jeden za drugim, sprzęt nie może tolerować pogorszenia parametrów sygnału ani szumu w strumieniu danych.

Niestety przy dłuższych odległościach w kablach miedzianych zakłócenia elektryczne się akumulują. Impulsy elektryczne i świetlne reprezentujące bity danych podczas transmisji w przewodach miedzianych i w światłowodach tracą ostrość
i moc. Indukowanie się szumu i pogorszenie charakterystyk sygnału to dwa główne czynniki ograniczające zasięg „grubych” kabli sieci LAN do kilku kilometrów i to w najlepszych warunkach.

Z uwagi na zakłócające wpływy zewnętrzne łącza komunikacyjne dłuższego zasięgu muszą przesyłać dane z mniejszą prędkością. Transmisja danych na dalsze odległości z dużą prędkością jest możliwa dzięki multiplekserom, wtórnikom i innym specjalnym urządzeniom. Jednak cały ten sprzęt jest drogi. Zatem duża prędkość transmisji w połączeniu z dużym zasięgiem oznaczają zwiększone koszty. Można samemu kupić i zainstalować kabel, umożliwiający transmisję danych z prędkością 10 Mb/s na odległość kilku kilometrów w cenie kilku złotych za metr. Jednak już za łącze dzierżawione o gwarantowanej przepustowości 1,5 Mb/s pomiędzy Nowym Jorkiem a San Francisco trzeba zapłacić rocznie około 10 000 USD, a sprzęt umożliwiający podłączenie komputerów do linii dzierżawionej wymaga poniesienia na początek nakładów inwestycyjnych rzędu kilku tysięcy dolarów.

Ponieważ coraz więcej organizacji potrzebuje przesyłać duże ilości danych na odległości większe niż kilkaset do kilku tysięcy metrów, osoby odpowiedzialne w nich za komunikację muszą poznać nowe techniki zwiększania zasięgu i łączenia ze sobą sieci LAN. Techniki te zależeć będą od wymaganej odległości i prędkości, od używanych sieciowych protokołów komunikacyjnych i od strategii firmowej skłaniającej się do dzierżawy odpowiednich urządzeń lub instalacji własnych.

Rozbudowa i segmentacja sieci

Pierwsza kategoria opisywanych tu produktów (wtórniki, mosty i routery) umożliwia zwiększenie zasięgu i segmentację szybkich kabli sieciowych. Produkty te działają jako portale w sieciach LAN.

Są one oknem na świat zewnętrzny oraz, zależnie od stopnia wyrafinowania, regulują przepływem ruchu, a nawet dzielą wysyłane dane i pakują je w formie odpowiedniej dla infostrady.

Konieczność zwiększenia zasięgu kabli sieci LAN nie trudno zrozumieć. Wystarczy, że trzeba będzie połączyć ze sobą kilkadziesiąt pomieszczeń w biurowcu lub budynki w kompleksie rozciągającym się na trzy kilometry. Dzięki urządzeniom zwanym wtórnikami (repeater) można zwiększyć maksymalną długość kabli LAN do kilku tysięcy metrów. Wtórniki regenerują i synchronizują pakiety (ramki) danych, dzięki czemu mogą one być przesyłane na takie odległości.

Przyczyny konieczności podziału sieci na segmenty mogą być mniej oczywiste. Pracownicy we wszystkich organizacjach współpracują ze sobą w grupach wydzielonych na podstawie wspólnych zadań. W ramach takich grup, według określonych ścieżek, zachodzi większość procesów komunikacyjnych. Jednak konieczne są również metody komunikowania się pomiędzy grupami.

Najprostszy schemat to podłączenie użytkowników wszystkich grup roboczych do wspólnego kabla i umożliwienie im komunikowania się ze sobą zgodnie z potrzebami. Jest to tak zwana sieć płaska. Jednak taka organizacja sprzyja szybkiemu wykorzystaniu zasobów okablowania.

Nie ma wielkiego sensu zapychanie kabla obsługującego dział księgowości całym ruchem generowanym w dziale technicznym tylko dlatego, że inżynierowie potrzebują od czasu do czasu popracować wspólnie z księgowymi nad budżetem.

Organizacje o obciążonych sieciach potrzebują urządzenia, które pozwoli połączyć ze sobą grupy robocze i jednocześnie będzie w stanie ograniczyć transmisję ruchu wewnątrz grup w całej sieci.

Pierwszym rodzajem urządzeń pełniących rolę separujących portali są mosty (bridge). W przeciwieństwie do wtórników, które przesyłają wszystkie dane pomiędzy poszczególnymi segmentami okablowania, mosty przepuszczają tylko określoną część całego ruchu sieciowego. Routery i przełączniki warstwy 3 są bardziej skomplikowanymi urządzeniami sieciowymi i mają większe możliwości kontroli przechodzącego przez nie ruchu i kierowania nim. Rysunek 11.1 przedstawia ideę leżącą u podstaw każdego z czterech urządzeń łączących sieci LAN.

Każde z tych urządzeń funkcjonuje w innej warstwie modelu ISO OSI. Wtórnik obsługuje pakiety lub ramki generowane przez karty sieciowe, pracujące w warstwie fizycznej.

Mosty używają określonych adresów stacji generowanych przez oprogramowanie wbudowane w kart sieciowe w warstwie łącza danych. Z kolei routery wykorzystują informacje dostarczane przez oprogramowanie zgodne z określonymi protokołami warstwy sieci.

Bramy sieci LAN opisano bardziej szczegółowo w rozdziale 15 – „Modemy telefoniczne”.

Jak pokazano w tabeli 11.1 – bramy LAN, urządzenia czwartego typu, działają
w wyższych warstwach modelu OSI i dokonują translacji formatów danych i otwartych sesji pomiędzy programami użytkowymi.

Tabela 11.1. Urządzenia łączące i warstwy sieciowe

Chociaż nazwy, idee i zastosowania mostów i routerów są względnie proste, wybór jednego z tych produktów wymaga rozważenia tylu opcji, że może zająć na dłuższy czas całą komisję zakupową. Poniżej przedstawiono klasyczne opisy tych urządzeń, a także sporo objaśnień i przykładów. Jednak producenci wciąż starają się dostarczać produkty, które wykraczają poza klasyczne opisy.

Wtórniki

Różnice pomiędzy urządzeniami, których można użyć do zwiększenia zasięgu sieci lokalnej, są niekiedy subtelne, jednak wszystkie one opierają się na koncepcji wielu warstw protokołów komunikacyjnych.

Wtórnik to zwykle skromne, niewielkie pudełko o rozmiarach modemu, które łączy dwa segmenty kabla sieciowego, regeneruje i synchronizuje sygnały cyfrowe odebrane z kabla i wysyła je w dalszą drogę. Funkcje te są typowe dla warstwy fizycznej modelu OSI, dlatego o wtórnikach zwykło się mówić, że są urządzeniami warstwy fizycznej.

...