«Корпоративные сети»

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ СЛУЖБЫПРИ ПРЕЗИДЕНТЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИКАФЕДРАИнформатизации структур государственной службыПредмет: «Теоретическая информатика»Реферат на тему: «Корпоративные сети»Баринова Ю.М., слушателя 2 курса, 37 группы заочного отделенияМосква – 2004Введение«Корпорация (с позднелатинского, corporatio – объединение) – совокупность лиц, объединившихся для достижения какой-либо цели и образующих самостоятельный субъект права – юридическое лицо»1. Информационные технологии интенсивно развивающиеся в мире находят широкое применение в любой отрасли индустрии, торговле, транспорте, образовании, науке. Предприятия и фирмы активно используют разнообразные сетевые технологии. Использование персональных компьютеров (ПК) в составе локальных вычислительных сетей (ЛВС) обеспечивает постоянное и оперативное взаимодействие между отдельными пользователями в пределах коммерческой либо научно-производственной структуры. Все компоненты ЛВС физически размещаются на небольшой территории одной организации или ее отдельных подразделений. Расширяясь и объединяясь в крупные компании и корпорации, эти структуры создают предпосылки для появления нового типа сети, территориально распределенной (корпоративной). Такая сеть объединяет офисы, подразделения (ЛВС, ПК) которые находятся на большом удалении друг от друга. Часто узлы корпоративной сети расположены в разных городах и даже в разных странах. Принципы, по которым строится такая сеть, значительно отличаются от тех, что используются при создании локальной сети. Перед тем как перейти к их рассмотрению дадим общее определение корпоративной сети.^ Корпоративная сеть – система, обеспечивающая передачу информации между различными приложениями, используемыми в системе корпорации. Под приложениями мы здесь понимаем весь информационный спектр: системное программное обеспечение, базы данных, почтовые системы, вычислительные ресурсы, файловый сервис и средства, с которыми работает конечный пользователь. Основными задачами корпоративной сети оказываются взаимодействие системных приложений, расположенных в различных узлах, и доступ к ним удаленных пользователей.^ Расширение локальных сетейКогда компании растут, растут и их сети. ЛВС не могут бесконечно расширяться за счет простого добавления новых компьютеров и прокладки дополнительного кабеля. Любая топология или архитектура имеет свои ограничения. Тем не менее существуют устройства, назначение которых – увеличить размер сети в действующей среде. Эти компоненты могут: – сегментировать локальные сети так, что каждый сегмент становится самостоятельной локальной сетью; – объединять две локальные сети в одну; – подключать сеть к другим сетям и компьютерным средам для объединения их в большую разнородную систему.К таким устройствам относятся:- репитеры; – мосты; – маршрутизаторы; – мосты-маршрутизаторы; – шлюзы.Использование репитеров – самый дешевый метод расширить сеть, однако их функции ограничиваются соединением двух сегментов. Они не подходят если велик трафик сети.Мосты могут выполнять те же функции, что и репитеры, однако они уменьшают трафик каждого сегмента. Можно использовать мосты для соединения сетей с разным типом среды передачи.Маршрутизаторы соединяют сети и обеспечивают фильтрацию. Они могут определить самый целесообразный маршрут для передачи данных. Однако не все протоколы являются маршрутизируемыми. Маршрутизаторы наилучшим образом подходят для соединения удаленных сетей, так как передают по коммуникационному каналу только те данные, которые предназначены для этих сетей.Мосты-маршрутизаторы соединяют в себе достоинства мостов и маршрутизаторов. Они могут действовать как маршрутизаторы для маршрутизируемых протоколов, и как мосты – для немаршрутизируемых протоколов.Шлюзы применяются для соединения двух различных сред. Они связывают системы, которые используют различные коммуникационные протоколы, структуры и форматы данных, языки и архитектуры. Шлюзы специализированы для конкретного типа обмена данных и обычно являются выделенными серверами сети. Компоненты рассмотренные в этом разделе активно используются для расширения ЛВС, преобразования и объединения их в корпоративную сеть.^ 2. Коммуникационные технологииПервая проблема, которую приходится решать при создании корпоративной сети – организация каналов связи. Если в пределах одного города можно рассчитывать на аренду выделенных линий, в том числе высокоскоростных, то при переходе к географически удаленным узлам стоимость аренды каналов становится просто астрономической, а качество и надежность их часто оказываются весьма невысокими. Естественным решением этой проблемы является использование уже существующих глобальных сетей. В этом случае достаточно обеспечить каналы от офисов до ближайших узлов сети. Задачу доставки информации между узлами глобальная сеть при этом возьмет на себя. Даже при создании небольшой сети в пределах одного города следует иметь в виду возможность дальнейшего расширения и использования технологий, совместимых с существующими глобальными сетями. В качестве такой сети рассмотрим Internet.^ 2.1 Использование Internet в корпоративных сетях При использовании Internet в качестве основы для корпоративной среды предачи данных выясняется очень интересная вещь. Оказывается, в некотором смысле Internet сетью-то как раз и не является. Это именно Internet – «междусетие». Если заглянуть внутрь Internet, мы увидим, что информация проходит через множество абсолютно независимых и по большей части некоммерческих узлов, связанных через самые разнородные каналы и сети передачи данных. Бурный рост услуг, предоставляемых в Internet, приводит к перегрузке узлов и каналов связи, что резко снижает скорость и надежность передачи информации. При этом поставщики услуг Internet не несут никакой ответственности за функционирование сети в целом, а каналы связи развиваются крайне неравномерно и в основном там, где государство считает нужным вкладывать в это средства. Соответственно, нет никаких гарантий качества работы сети и скорости передачи данных. Для задач, в которых критичными являются надежность и гарантированное время доставки информации, Internet – далеко не лучшее решение. Кроме того, Internet привязывает пользователей к одному протоколу – IP. Это хорошо, когда мы пользуемся стандартными приложениями, работающими с этим протоколом. Использование же с Internet любых других систем оказывается делом непростым и дорогим.Еще одна проблема Internet, широко обсуждаемая в последнее время, – безопасность. Если мы говорим о частной (корпоративной) сети, вполне естественным представляется защитить передаваемую информацию. Непредсказуемость же путей прохождения информации между множеством независимых узлов Internet не только повышает риск того, что какой-либо оператор сети может присвоить данные себе на диск (технически это не так сложно), но и сделает невозможным определение места утечки информации. Средства шифрования решают проблему лишь частично, поскольку применимы в основном к почте, передаче файлов и т.п. Решения же, позволяющие с приемлемой скоростью шифровать информацию в реальном времени (например, при непосредственной работе с удаленной базой данных или файл-сервером), малодоступны и дороги. Другой аспект проблемы безопасности связан с децентрализованностью Internet – нет никого, кто мог бы ограничить доступ к ресурсам частной (корпоративной) сети. Поскольку Internet открытая система, где все видят всех, всегда есть вероятность, что кто-то может попробовать попасть в частную сеть и получить доступ к данным или программам. Есть, конечно, средства защиты (для них принято название Firewall, по-немецки “брандмауэр” – противопожарная стена). Однако считать это решение панацеей не стоит. Любую защиту можно сломать, лишь бы это окупало стоимость взлома.Таким образом, рекомендовать Internet как основу для систем, в которых требуется надежность и закрытость, никак нельзя. Подключение к Internet в рамках корпоративной сети имеет смысл для организации доступа к тому громадному информационному пространству, которое собственно и называют Сетью.^ 2.2 Виртуальные сети передачи данных Идеальным вариантом для частной сети было бы создание каналов связи только на тех участках, где это необходимо, и передача по ним любых сетевых протоколов, которых требуют работающие приложения. На первый взгляд, это возврат к арендованным линиям связи, однако существуют технологии построения сетей передачи данных, позволяющие организовать внутри них каналы, возникающие только в нужное время и в нужном месте. Такие каналы называются виртуальными. Систему, объединяющую удаленные ресурсы с помощью виртуальных каналов, естественно назвать виртуальной сетью. На сегодня существуют две основных технологии виртуальных сетей – сети с коммутацией каналов и сети с коммутацией пакетов. К первым относятся обычная телефонная сеть, ISDN и ряд других, более экзотических технологий. Сети с коммутацией пакетов представлены технологиями X.25, Frame Relay и – в последнее время – ATM. Эти типы виртуальных (в различных сочетаниях) сетей широко используются при построении корпоративных информационных систем.^ 2.2.1 Сети с коммутацией каналовСети с коммутацией каналов обеспечивают абоненту несколько каналов связи с фиксированной пропускной способностью на каждое подключение. Хорошо нам знакомая телефонная сеть дает один канал связи между абонентами. При необходимости увеличить количество одновременно доступных ресурсов приходится устанавливать дополнительные телефонные номера, что обходится очень недешево. Даже если забыть о низком качестве связи, то ограничение на количество каналов и большое время установления соединения не позволяют использовать телефонную связь в качестве основы корпоративной сети. Для подключения же отдельных удаленных пользователей это достаточно удобный и часто единственный доступный метод.Другим примером виртуальной сети с коммутацией каналов является ISDN (цифровая сеть с интеграцией услуг). ISDN обеспечивает цифровые каналы (64 кбит/с), по которым могут передаваться как голос, так и данные. Базовое подключение ISDN (Basic Rate Interface) включает два таких канала и дополнительный канал управления со скоростью 16 кбит/с (такая комбинация обозначается как 2B+D). Возможно использование большего числа каналов – до тридцати (Primary Rate Interface, 30B+D), однако это ведет к соответствующему удорожанию аппаратуры и каналов связи. Кроме того, пропорционально увеличиваются и затраты на аренду и использование сети. В целом ограничения на количество одновременно доступных ресурсов, налагаемые ISDN, приводят к тому, что этот тип связи оказывается удобным использовать в основном как альтернативу телефонным сетям. В системах с небольшим количеством узлов ISDN может использоваться также и как основной протокол сети. Следует только иметь в виду, что доступ к ISDN в нашей стране пока скорее исключение, чем правило.Альтернативой сетям с коммутацией каналов являются сети с коммутацией пакетов. При использовании пакетной коммутации один канал связи используется в режиме разделения времени многими пользователями – примерно так же, как и в Internet. Однако, в отличие от сетей типа Internet, где каждый пакет маршрутизируется отдельно, сети пакетной коммутации перед передачей информации требуют установления соединения между конечными ресурсами. После установления соединения сеть “запоминает” маршрут (виртуальный канал), по которому должна передаваться информация между абонентами и помнит его, пока не получит сигнала о разрыве связи. Для приложений, работающих в сети пакетной коммутации, виртуальные каналы выглядят как обычные линии связи – с той только разницей, что их пропускная способность и вносимые задержки меняются в зависимости от загруженности сети. 2.2.2 Сети X.25 Классической технологией коммутации пакетов является набор протоколов X.25. Сейчас принято говорить: “это дорого, медленно, устарело и не модно”. Действительно, на сегодня практически не существует сетей X.25, использующих скорости выше 128 кбит/сек. Набор протоколов X.25 включает мощные средства коррекции ошибок, обеспечивая надежную доставку информации даже на плохих линиях, и широко используется там, где нет качественных каналов связи. Естественно, за надежность приходится платить – в данном случае быстродействием сети и сравнительно большими – но предсказуемыми – задержками распространения информации. В то же время X.25 – универсальный набор протоколов, позволяющий передавать практически любые типы данных. “Естественным” для сетей X.25 является работа приложений, использующих стек протоколов OSI. К ним относятся системы, использующие стандарты X.400 (электронная почта) и FTAM (обмен файлами), а также некоторые другие. Доступны средства, позволяющие реализовать на базе протоколов OSI взаимодействие Unix- систем. Сети X.25 предлагают универсальный транспортный механизм для передачи информации между практически любыми приложениями. При этом разные типы трафика передаются по одному каналу связи, ничего “не зная” друг о друге. При объединении LAN (Local Ariel Network) через X.25 можно изолировать друг от друга отдельные фрагменты корпоративной сети, даже если они используют одни и те же линии связи. Это облегчает решение проблем безопасности и разграничения доступа, неизбежно возникающих в сложных информационных структурах. Кроме того, во многих случаях отпадает необходимость использовать сложные механизмы маршрутизации, переложив эту задачу на сеть X.25. С точки зрения безопасности передачи информации, сети X.25 весьма привлекательны. Прежде всего, благодаря самой структуре сети, стоимость перехвата информации в сети X.25 оказывается достаточно велика. Проблема несанкционированного доступа также может эффективно решаться средствами самой сети. Если же риск утечки информации оказывается неприемлемым, тогда, конечно, необходимо использовать средства шифрования, в том числе в реальном времени. Сегодня существуют средства шифрования, созданные специально для сетей X.25 и позволяющие работать на достаточно высоких скоростях – до 64 кбит/с. Такое оборудование производят компании Racal, Cylink, Siemens. Недостатком технологии X.25 является наличие ряда принципиальных ограничений по скорости. Первое из них связано именно с развитыми возможностями коррекции и восстановления. Эти средства вызывают задержки передачи информации и требуют от аппаратуры X.25 большой вычислительной мощности и производительности, в результате чего она просто “не успевает” за быстрыми линиями связи. Вторая особенность, заставляющая рассматривать сети X.25 как медленные, состоит в особенностях инкапсуляции протоколов LAN (в первую очередь IP и IPX).^ 2.2.3 Сети Frame Relay Технология Frame Relay появилась как средство, позволяющее реализовать преимущества пакетной коммутации на скоростных линиях связи. Основное отличие сетей Frame Relay от X.25 состоит в том, что в них исключена коррекция ошибок между узлами сети. Задачи восстановления потока информации возлагаются на оконечное оборудование и программное обеспечение пользователей. Естественно, это требует использования достаточно качественных каналов связи. Считается, что для успешной работы с Frame Relay вероятность ошибки в канале должна быть не хуже 10-6 – 10-7, т.е. не более одного сбойного Бита на несколько миллионов. Качество, обеспечиваемое обычными аналоговыми линиями, обычно на один – три порядка ниже. Вторым отличием сетей Frame Relay является то, что на сегодня практически во всех них реализован только механизм постоянных виртуальных соединений (PVC). Это означает что, подключаясь к порту Frame Relay, вы должны заранее определить, к каким именно удаленным ресурсам будете иметь доступ. Принцип пакетной коммутации – множество независимых виртуальных соединений в одном канале связи – здесь остается, однако вы не можете выбрать адрес любого абонента сети. Все доступные вам ресурсы определяются при настройке порта. Таким образом, на базе технологии Frame Relay удобно строить замкнутые виртуальные сети, используемые для передачи других протоколов, средствами которых осуществляется маршрутизация. “Замкнутость” виртуальной сети означает, что она полностью недоступна для других пользователей, работающих в той же сети Frame Relay. Однако рассматриваемая сеть может использовать виртуальные каналы Frame Relay в тех же линиях, что и трафик Inernet – и быть абсолютно от него изолированной. Как и сети X.25, Frame Relay предоставляет универсальную среду передачи для практически любых приложений. Основной областью применения Frame Relay на сегодня является объединение удаленных LAN (ЛВС). При этом коррекция ошибок и восстановление информации производится на уровне транспортных протоколов LAN – TCP, SPX и т.п. Потери на инкапсуляцию трафика LAN во Frame Relay не превышают двух-трех процентов. Отсутствие коррекции ошибок и сложных механизмов коммутации пакетов, характерных для X.25, позволяют передавать информацию по Frame Relay с минимальными задержками. Дополнительно возможно включение механизма приоретизации, позволяющего пользователю иметь гарантированную минимальную скорость передачи информации для виртуального канала. Такая возможность позволяет использовать Frame Relay для передачи критичной к задержкам информации, например голоса и видео в реальном времени. Эта сравнительно новая возможность приобретает все большую популярность и часто является основным аргументом при выборе Frame Relay как основы корпоративной сети. Есть все основания считать, что по мере развития каналов связи технология Frame Relay будет становится все более распространенной – прежде всего там, где сейчас существуют сети X.25. Механизм такого перехода есть. К сожалению, не существует единого стандарта, описывающего взаимодействие различных сетей Frame Relay, поэтому пользователи оказываются привязаны к одному поставщику услуг. При необходимости расширить географию своей сети возможно подключение в одной точке к сетям разных поставщиков – с соответствующим увеличением расходов. Cуществуют также частные сети Frame Relay, работающие в переделах одного города или использующие междугородние – как правило, спутниковые – выделенные каналы. Построение частных сетей на базе Frame Relay позволяет сократить количество арендуемых линий и интегрировать передачу голоса и данных. 2.2.4 Сети АТМ Технология коммутации пакетов – лучший способ передачи данных на большие расстояния, например между городами и странами. Существуют новые технологии, улучшающие современные методы коммутации пакетов. АТМ (асинхронный режим передачи) – это усовершенствованная технология коммутации пакетов, которая обеспечивает высокоскоростную передачу пакетов фиксированной длины через широкополосные и узкополосные локальные или глобальные сети. АТМ способна передавать: речь данные факсимильные сообщения видео реального времени аудиосигналы качества CD мультимегабитные потоки данных. К сожалению современная технология глобальных сетей не обеспечивает полосы пропускания, необходимой для поддержки АТМ в реальном времени. В частных сетях возможно применение АТМ, однако это требует больших затрат. Кроме того, реализация и поддержка – достаточно сложны.Существуют и другие новые технологии передачи данных, которые могут увеличить производительность корпоративных сетей. Например, FDDI (100 Мбит/с) – высокоскоростная сеть с передачей маркера топологии «кольцо», которая использует оптоволоконную среду передачи. SONET – новая оптоволоконная технология, которая может передавать данные со скоростью, превышающей гигабит в секунду. Мобильные (беспроводные) технологии позволяют подключиться к корпоративной сети из любого места, где есть так называемые «точки доступа» к кабельной среде.ЗаключениеПри построении территориально распределенной (корпоративной) сети могут использоваться все описанные выше технологии. Корпоративная сеть – это достаточно сложная структура, использующая различные типы связи, коммуникационные протоколы и способы подключения ресурсов. С точки зрения удобства построения и управляемости сети следуют ориентироваться на однотипное оборудование одного производителя. Однако практика показывает, что поставщиков, предлагающих максимально эффективные решения для всех возникающих задач, не существует. Работающая сеть всегда является результатом компромисса – либо это однородная система, неоптимальная с точки зрения цены и возможностей, либо более сложное в установке и управлении сочетание продуктов различных производителей. К тому же корпоративные сети в большинстве случаев продукт объединения (слияния) или разрастания структур использовавших различные информационные технологии, и часто решающих разные задачи.Корпоративная сеть «живет и развивается» по своим многосложным законам приспосабливаясь под решение новых задач, «впитывая» в себя новые технологические решения, являясь продуктом труда многих людей. Корпоративная сеть не конечна, она открыта для дальнейшего развития. ОГЛАВЛЕНИЕ:Литература:«Компьютерные сети», учебный курс, Microsoft Corporation, 1997г.«Русские документы»: компьютерная библиотека, www.rusdoc.ru, статья М. Шестакова «Принципы построения корпоративных сетей передачи данных», сентябрь 2004года.Большая Российская Энциклопедия. 1 Большая Российская Энциклопедия