Проект информационно-вычислительной сети Мелитопольского межрайонного онкологического диспансера

Существуют и гибридные коммутаторы. Сначала они работают как сквозные

коммутаторы и, проверяя CRC, следят за количеством возникающих ошибок.

Когда число ошибок достигает определенного порога, коммутаторы начинают

работать как коммутаторы с буферизацией и продолжают работать в таком

режиме, пока количество ошибок не снизится. Потом коммутаторы вновь

возвращаются к методу сквозной коммутации. Данные коммутаторы называются

пороговыми (threshold detection), или адаптивными.

Коммутация может осуществлятся как для отдельных узлов, так и для

целых сегментов сети. Коммутация для индивидуальных узлов приводит к

созданию доменов из одного компьютера, фактически исключая коллизии в таком

сетевом сегменте. Коммутация для сетевых сегментов, состоящих из нескольких

узлов, снижает вероятность коллизий.

Большинство коммутаторов также позволяет соединять низкоскоростные

сети, например Ethernet на 10 Мбит/с, с высокоскоростными сетями - Fast

Ethernet, 100VG-AnyLAN и FDDI. Этот подход часто используется при

соединении низкоскоростных сетей рабочих групп с высокоскоростными

магистральными сетями.

Коммутаторы имеют несколько существенных недостатков. Подобно мостам,

они пересылают широковещательные пакеты и почти не обеспечивают защиту от

лавин пакетов. Кроме того, устройства сквозной коммутации пересылают

дефектные или неполные пакеты, а устройства с буферизацией перестают

пропускать пакеты при повышении интенсивности трафика.

6.2.2.2 Виртуальные локальные сети.

Появление сетевых коммутаторов привело к формированию такого подхода в

организации сетей, как виртуальная локальная сеть, или VLAN. В соответствии

с большинством определений, VLAN состоит из подмножества сетевых

коммутируемых соединений, объединенных коммутатором в отдельную логическую

сеть или коллизионный домен. Иными словами, узлы одной виртуальной сети не

видят узлы другой несмотря на то, что все узлы физически соединены с одним

коммутатором. Разные виртуальные сети можно связывать между собой с помощью

маршрутизатора.

Одно из назначений виртуальной сети - отделить общедоступную сеть от

сетей закрытого доступа. Эта идея широко разрекламирована, однако практика

показывает, что такими системами довольно трудно управлять. Кроме того, в

виртуальных локальных сетях тяжело устранять неисправности -

диагностические устройства одного домена не могут видеть устройства другого

в принципе.

6.2.2.3 Что выбрать: мост, маршрутизатор или коммутатор?

И мосты, и маршрутизаторы, и коммутаторы полезны каждый на своем

месте. Как уже отмечалось, мосты лучше всего подходят для использования в

сетях с немаршрутизируемыми протоколами, такими как LAT. Если необходимо

ограничить поток широковещательных пакетов, обеспечить резервные пути и

интеллектуальную рассылку пакетов, реализовать фильтрацию пакетов или

связаться с глобальной сетью, то следует использовать маршрутизаторы.

Вообще говоря, лучше всего они подходят для сегментирования сетей,

содержащих 200 и более пользователей.

Коммутаторы полезны для повышения производительности сети. Они

способны устранить в ней только узкие места - повысить производительность

сервера, диска или программного обеспечения коммутаторы не могут. Кроме

того, коммутатор непосредственно не улучшает пропускную способность сети,

он только разгружает определенный ее участок за счет сегментации, что

действительно может повысить производительность в данном месте. Если же в

сети много пользователей пытается получить доступ к одному и тому же

серверу, то повышению производительности будет способствовать создание

высокоскоростного канала между этим сервером и коммутатором - при условии,

конечно, что именно это и есть узкое место сети.

6.2.2.4 Централизованные или распределенные?

Большинство корпоративных сетей - это объединение сетей подразделений

меньшего масштаба. Для облегчения управления и увеличения контроля за

вычислительными ресурсами некоторые организации размещают все сетевые

ресурсы централизованно. Это можно сделать, например, посредством установки

компактной магистрали (collapsed backbone), когда все сетевые

соединительные устройства - мосты, коммутаторы, маршрутизаторы -

сосредоточены в одном месте. Другой путь - сосредоточить все сетевые

сервисы в одной точке.

В конфигурации с компактной магистралью сетевое оборудование (серверы,

мосты, коммутаторы и маршрутизаторы) сосредоточены в одном месте. Несмотря

на то что этот подход облегчает управление, он чреват потерей всего

оборудования при аварии в центральном узле.

Консервативные отделы информационных услуг, где любят контролировать

все что можно, приветствуют централизацию. Однако организации, привыкшие

передавать контрольные функции на уровень подразделений, зачастую

предпочитают распределять ресурсы. Преимущества и недостатки есть и у

первого, и у второго подхода.

В распределенной сети сетевое оборудование размещено вблизи

индивидуальных рабочих групп. Однако такой подход усложняет управление

сетью.

С точки зрения информационной безопасности в централизации, существует

определенный смысл: когда все ресурсы в одном месте, гораздо легче их

контролировать и получить к ним физический доступ. Есть определенная выгода

как в плане эксплуатации, так и в плане обслуживания этих ресурсов,

поскольку все устройства, нуждающиеся в ремонте, находятся в одном и том же

месте. Если все задачи управления решаются одной группой информационных

систем, то централизация ресурсов существенно облегчает их решение.

Что касается предотвращения аварий и перспективы восстановления

работоспособности, централизация ведет к уязвимости. Например, даже

небольшой пожар в серверном зале может вывести из строя все компьютерные

ресурсы. В случае распределения главных компонентов - в том числе серверов

и маршрутизаторов - по разным точкам, есть шанс, что авария в одной части

здания не повлияет на ресурсы, находящиеся в другой.

Централизованный подход к управлению сетью может вызвать проблемы и у

пользователей, поскольку он часто приводит к долгим часам простоя при

модернизации и устранении причин аварии. Технический персонал подразделения

быстрее реагирует на подобные проблемы, чем персонал централизованного

отдела информационных услуг.

Преимущество децентрализованного подхода в том, что число компонентов,

могущих выйти из строя, ограничено. Отказ в одном из распределительных

шкафов или на магистрали не влияет на работу сети в целом - страдает только

данный участок. То же самое касается размещения маршрутизаторов и серверов:

когда ресурсы расположены вблизи пользователей, вероятность того, что

проблемы с сетевой магистралью (с каким-либо одним распределительным

шкафом; с одной из комнат, где размещено оборудование и т. д.) повлияют на

всех пользователей, снижается. Недостаток же децентрализованного подхода

заключается в том, что в этом случае централизованное обслуживание

затруднено, и обеспечение эффективной безопасности требует несколько

большего внимания и усилий при планировании.

Независимо от того, какой подход используется (централизованный или

распределенный), сегментация сети с помощью маршрутизаторов помогает

избежать широковещательных лавин и других проблем, сказывающихся на всей

сети в целом.

6.3 Методы исследования эффективности ЛВС и их моделирование.

Локальные вычислительные системы относятся к категории сложных

систем. Наиболее существенные их черты:

. наличие единой цели функционирования для всей системы;

. многообразие функций, реализуемых системой и направленных на

достижение заданной цели функционирования;

. большое число информационно связанных и взаимодействующих элементов,

составляющих систему; возможность деления системы на подсистемы,

цели и функционирование которых подчинены общей цели;

. иерархическая структура связи подсистем и иерархия показателей

качества функционирования системы;

. наличие в управлении системе (подсистемах) и высокая степень его

автоматизации;

. устойчивость к воздействию внешних и внутренних возмущающих факторов

и наличие ( в той или иной степени) самоорганизации;

. требуемая надежность системы, построенная в целом из ненадежных

элементов.

Оценку эффективности функционирования ЛВС как сложной системы

осуществляют по некоторым показателям, каждый из которых может стать

основным в зависимости от назначений и состояния системы, характере и

решаемых задач.

На различных стадиях жизненного цикла ЛВС могут использоваться

различные методы оценки ее эффективности и оптимизации.

В процессе проектирования ЛВС с использование современной методологии

проектирования и технологических комплексов (САПР) могут применяться

экспериментальные методы исследования, аналитическая и имитационное

моделирование.

На стадиях опытной и рабочей эксплуатации ЛВС основным методом оценки

качества следует считать экспериментальное исследование. Оно позволяет

собрать статистическую информацию о действительном ходе вычислительного

процесса, использовании оборудования, степени удовлетворения требований

пользователей системы и за тем по результатам ее обработки сделать

заключение о качестве проектных решений, заложенных при создании системы, а

так же принятие решения по модернизации системы (устранению «узких» мест).

Однако не исключено использование методов моделирования, с помощью которых

можно оценить эффект от модернизации ЛВС, не изменяя рабочие конфигурации и

организации работы системы.

6.3.1 Аналитическое моделирование.

Использование аналитических методов связано с необходимостью

построения математических моделей ЛВС в строгих математических терминах.

Аналитические модели носят обычно вероятностный характер и строятся на

основе понятий аппарата теории массового обслуживания, вероятностей и

марковских процессов, а также методов диффузной аппроксимации. Могут также

применяться дифференциальные и алгебраические уравнения.

При использовании этого математического аппарата часто удается быстро

получить аналитические модели для решения достаточно широкого круга задач

исследования ЛВС. В то же время аналитические модели имеют ряд существенных

недостатков, к числу которых следует отнести:

. значительные упрощения, свойственные большинству аналитических

моделей, которые ставят иногда под сомнение результаты

аналитического моделирования;

. громоздкость вычислений для сложных моделей;

. сложность аналитического описания вычислительных процессов ЛВС;

. недостаточная развитость аналитического аппарата в ряде случаев не

позволяющая в аналитических моделях выбивать для исследований

наиболее важные характеристики ( показатели эффективности) ЛВС.

Указанные особенности позволяют заключить, что аналитические методы

имеют самостоятельное значение лишь при исследовании процессов

функционирования ЛВС в первом приближении и в частных, достаточно

специфичных задачах.

6.3.2 Имитационное моделирование.

В отличие от аналитического имитационное моделирование снимает

большинство ограничений, связанных с возможностью отражения в моделях

реального процесса функционирования исследуемой ЛВС, динамической взаимной

обусловленности текущих и последующих событий, комплексной взаимосвязи

между параметрами и показателями эффективности системы и т.п. Хотя

имитационные модели во многих случаях более трудоемки, менее лаконичны, чем

аналитические, они могут быть сколь угодно близки к моделируемой системе и

просты в использовании.

Имитационные модели представляют собой описание объекта исследования

на некотором языке, которое имитирует элементарные явления, составляющие

функционирование исследуемой системы, с сохранением их логической

структуры, последовательности протекания во времени, особенностей и состава

информации о состоянии процесса. Описание компонентов реальной

вычислительной сети в имитационной модели носят определенных логико-

математический характер и представляют собой совокупность алгоритмов,

имитирующих функционирование исследуемой сети. Например, в пакете

моделирования PlanNet фирмы Comdisco имеется возможность эмуляции всего

оборудования - от сети Token Ring и сегментов Ethernet до средств передачи

речевых данных и телекоммуникационных линий.

Основными недостатками имитационного моделирования, несмотря на

появившиеся в последнее время различные системы моделировании, остаются

сложность, высокая трудоемкость и стоимость разработки моделей, а иногда и

большая ресурсоемкость моделей при реализации на ЭВМ.

Все это требует времени. Построение точной модели сложной сети может

занять месяц или более. Следует принимать во внимание также значительную

стоимость подобных пакетов (порядка 10 тыс. долларов).

6.3.3 Сбор данных для моделирования.

Как правило, средства моделирования сети вычисляют ее

производительность на основе показателей ее фактического и оцениваемого

трафика, указываемых администратором сети.

Другим подходом для моделирования сети является создание вариантов

сценария работы ЛВС, что позволяет программировать уровень трафика на

основе действий сетевых приложений. Разница между этими подходами состоит в

том, что в первом случае просто используется экстраполяция на основе

измеренного трафика, а во втором позволяет управлять масштабом операции. Он

будет срабатываться тем эффективнее, чем больше сценарии приближены к

реальности.

Даже при помощи такого измерительного инструмента, как, моделирование

позволяет получить лишь ту точность, которые дают базовые данные. Если при

измерении трафика не охвачен адекватный диапазон сетевой активности или

неверны оценки роста объема трафика, генерируемого новым приложением,

получить реалистичное описание производительности невозможно.

Необходимы не только точные данные, но и определенная подготовка

экспериментатора, понимание того, что означает программа моделирования и

какие сценарии более жизнеспособны. Хотя инструментальные средства являются

графическими и с ними легко работать, эти средства не дают конкретных

рекомендаций, например, как «выделить этот сегмент сети» или «уменьшить

здесь длину кабеля».

Средства моделирования способны показать, каким образом изменения

могут повлиять на производительность, но интерпретировать данные,

разрабатывать план устранения «узких» мест и готовить сценарий для проверки

этих планов должен администратор сети.

6.4 Элементы дисковых подсистем серверов.

Варианты конфигурации дисковых подсистем серверов многообразны, и, как

следствие, неизбежна путаница. Чтобы разобраться в этом непростом вопросе,

рассмотрим основные технологии и экономическую оправданность их применения.

В случае дисковых подсистем серверов мы имеете выбор из множества

вариантов, но изобилие затрудняет нахождение той системы, которая будет

лучшей. Ситуация осложняется тем, что в процессе выбора приходится

разбираться в немалом объеме ложной информации и маркетинговой шумихи.

6.4.1 Дисковые интерфейсы.

Определяем ли мы спецификацию нового сервера или же модернизируем

существующий, дисковый интерфейс является важнейшим вопросом. Большинство

сегодняшних дисков используют интерфейсы SCSI или IDE. Рассмотрим обе

технологии, опишем их реализации, обсудим их работу.

SCSI - это стандартизованный ANSI интерфейс, имеющий несколько

вариаций. Первоначальная спецификация SCSI, именуемая теперь SCSI-I,

использует 8-разрядный канал данных при максимальной скорости передачи

данных 5 Мбит/с. SCSI-2 допускает несколько вариаций, в том числе Fast SCSI

с 8-разрядным каналом данных и скоростью передачи до 10 Мбит/с; Wide SCSI с

16-разрядным каналом данных и скоростью передачи до 10 Мбит/с; и Fast/Wide

SCSI с 16-разрядным каналом данных и скоростью передачи до 10 Мбит/с (см.

Таблицу 5).

| |Максимальная |Ширина канала |Частота|Число |

| |производительность| | |устройств* |

|SCSI-1 |5 Мбит/с |8 разрядов |5 МГц |8 |

|SCSI-2 | | | | |

|Fast SCSI |10 Мбит/с |8 разрядов |10 МГц |8 |

|Fast/Wide SCSI |20 Мбит/с |16 разрядов |10 МГц |8; 16** |

* в число поддерживаемых устройств входит HBA

** с несимметричным выходным сигналом; дифференциальный

Таблица 5: варианты SCSI.

С появлением широкого 16-разрядного Fast/Wide SCSI 8-разрядные версии

стали иногда называть узкими - Narrow SCSI. Недавно появилось еще несколько

реализаций SCSI: Ultra SCSI, Wide Ultra SCSI и SCSI-3. В сравнении с более

распространенными вариантами эти интерфейсы имеют некоторое преимущество в

производительности, но, поскольку они распространены еще не очень широко

(число использующих данные интерфейсы устройств весьма ограничено), мы не

будем их обсуждать.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7