На сегодняшний день в мире существуют сотни миллионов компьютеров и более 80% из них объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, E–Mail писем, электронных конференций и т.д.) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.

Зачастую возникает необходимость в разработке принципиального решения вопроса по организации ИВС (информационно–вычислительной сети) на базе уже существующего компьютерного парка и программного комплекса, отвечающей современным научно–техническим требованиям с учетом возрастающих потребностей и возможностью дальнейшего постепенного развития сети в связи с появлением новых технических и программных решений.

Существует два основных типа сетей: одноранговые и иерархические – сети (с разделением функций подключенных компьютеров). В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного (англ. dedicated) сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер; иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступным по сети. На сегодняшний день одноранговые сети бесперспективны, но все еще широко применяются для решения простых задач. Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей использует выделенные серверы. Выделенным называется такой компьютер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции и только предоставляя ресурсы прочим участникам сети). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Иерархические сети стали промышленным стандартом, и именно они будут рассмотрены в этой работе. Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера.

В производственной практики ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему. Рассмотрим преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети.

Перемещение информации между компьютерами различных схем является чрезвычайно сложной задачей. Эталонная модель OSI делит проблему перемещения информации между компьютерами через среду сети на семь менее крупных, и следовательно, более легко разрешимых проблем. Каждая из этих семи проблем выбрана потому, что она относительно автономна, и следовательно, ее легче решить без чрезмерной опоры на внешнюю информацию.Каждая из семи областей проблемы решалась с помощью одного из уровней модели. Большинство устройств сети реализует все семь уровней. Однако в режиме потока информации некоторые реализации сети пропускают один или более уровней. Два самых низших уровня OSI реализуются аппаратным и программным обеспечением; остальные пять высших уровней, как правило, реализуются программным обеспечением.                Справочная модель OSI описывает, каким образом информация проделывает путь через среду сети (например, провода) от одной прикладной программы (например, программы обработки крупноформатных таблиц) до другой прикладной программы, находящейся в другом компьютере. Т.к.информация, которая должна быть отослана, проходит вниз через уровни системы, по мере этого продвижения она становится все меньше похожей на человеческий язык и все больше похожей на ту информацию, которую понимают компьютеры, а именно "единицы" и "нули".

Эталонная модель OSI не является реализацией сети. Она только определяет функции каждого уровня. В этом отношении она напоминает план для постройки корабля. Точно также, как для выполнения фактической работы по плану могут быть заключены контракты с любым количеством кораблестроительных компаний, любое число поставщиков сети могут построить протокол реализации по спецификации протокола. И если этот план не будет предельно понятным, корабли, построенные различными компаниями, пользующимися одним и тем же планом, пусть незначительно, но будут отличаться друг от друга. Примером самого незначительного отличия могут быть гвозди, забитые в разных местах.

Чем объясняется разница в реализациях одного и того же плана корабля (или спецификации протокола)? Частично эта разница вызвана неспособностью, практически, любой спецификации учесть все возможные детали реализации. Кроме того, разные люди, реализующие один и тот же проект, всегда интерпретируют его немного по-разному. И наконец, неизбежные ошибки реализации приводят к тому, что изделия разных реализаций отличаются исполнением. Этим объясняется то, что реализация протокола  одной компании не всегда взаимодействует с реализацией этого протокола, осуществленной другой компанией.

Как правильно спроектировать сеть и проверить её работоспособность наглядно? Для этого необходимо смоделировать предполагаемую сетевую конфигурацию, настроить параметры всех элементов сети и проверить функционирование как всей сети в целом, так и каждого элемента или блока элементов в отдельности.

На рис.1 отображен первоначальный интерфейс программы, состоящий из 10 компонентов:

Рис.1 Компоненты интерфейса программы Packet Tracer 5.0

1. Панель меню (Menu Bar). Панель обеспечивает доступ к меню действий с файлами, редактированию, параметрам, виду, сервису, а также справке.
2. Главная панель инструментов (Main Tool Bar). Эта панель предоставляет доступ к файлам и меню команд. Также панель включает в себя кнопки зуммирования, палитры и менеджера шаблонов устройств. В правой части находятся кнопки для добавления описания сети и кнопка быстрого доступа к справке программы.
3. Общая панель инструментов (Common Tools Bar). Панель предоставляет доступ к широко используемым рабочим инструментам, таким как: выбрать, переместить, добавить простой и комплексный запросы.
4. Логическое/Физическое рабочее пространство и панель навигации (Logical/Physical Workspace and Navigation Bar). Здесь возможно переключение между логической и физической топологиями смоделированной сети. Логический вид позволяет перемещаться по уровням кластера, создавать новые кластеры, перемещать обьекты и др.. Физический вид позволяет перемещаться по физической местности, создавать новые города и здания, стойки и обьекты и др..
5. Рабочая область (Workspace). Это область, в которой непосредственно производятся все действия по созданию/моделированию сетей. Также служит для просмотра различного вида информации и статистики.
6. Панель реального времени/моделирования (Realtime/Simulation Bar). Вкладки панели служат для переключения между реальным режимом времени и режимом моделирования.
7. Панель сетевых компонентов (Network Component Box). На этой панели содержатся всевозможные типы и модели сетевых устройств и кабелей для перемещения их в рабочее пространство.
8. Выбор типа устройства (Device-Type Selection Box). Поле содержит типы устройств, которые могут быть использованы для моделирования сетей.
9. Выбор конкретного оборудования (Device-Specific Selection Box). Здесь можно выбрать конкретное устройство, которое можно добавить в рабочую область для моделирования сетей.
10. Окно симуляции работы сети. В этой области можно просмотреть все запросы, происходящие в смоделированной сети.

Рассмотрим простой пример моделирования работы узлов в сети.

Для начала создадим логическую схему сети с двумя ПК и концентратором и сконфигурируем имена узлов и IP-адреса на ПК.

Таким образом, можно проверять работу сети имитирую различные типы запросов для сетей различных масштабов и различной сложности/конфигурации.

На следующем рисунке предоставлена имитация запросов в сети с DNS адресацией при эхозапросе с ПК клиента на сервер test.web.com.

В заключении хочу сказать, что такие программы являются довольно хорошим оружием в руках людей, занимающихся моделированием сетей, т.к. позволяют смоделировать сети различных конфигураций, провести тестирование и диагностику неисправностей сети и соединения с Интернетом; конфигурировать и тестировать распространенные интернет-приложения; конфигурировать основные IP-сервисы посредством графического пользовательского интерфейса.

В. А. Артамонов, Д.Н. Красинский

Отправить статью в социальные сети, на печать, e-mail и в другие сервисы: