Кампусная многоуровневая сеть
Рисунок 6. Кампусная многоуровневая сеть
Здание кампуса состоит из трех корпусов ? A, B и C, - соединенных между собой магистралью, называемой ядром (Core). Уровень распределения состоит из многоуровневых коммутаторов семейства Catalyst 5000. Многоуровневый дизайн сети использует преимущества коммутации уровня 2 на уровнях доступа и ядра, а на уровне распределения применяется многоуровневая коммутация. Многоуровневая модель сети позволяет сохранить существующую структуру адресации и логических сетей аналогично традиционной сети с маршрутизаторами и концентраторами. Подсети уровня доступа не выходят дальше уровня распределения. С другой стороны, подсети уровня ядра также заканчиваются на уровне распределения. Несмотря на то, что многоуровневая модель не распространяет VLAN по всему кампусу, она позволяет достичь всех преимуществ магистральных соединений VLAN. Далее мы рассмотрим, как это происходит.
В связи с тем, что коммутация уровня 3 используется на уровне распределения многоуровневой модели, здесь применимо большинство преимуществ маршрутизации. Уровень распределения формирует широковещательную границу, через которую широковещательный трафик не проходит из корпуса здания в магистраль или наоборот. Дополнительные функции Cisco IOS применимы на уровне распределения. Например, коммутаторы уровня распределения могут собирать информацию о существующих в общей сети серверах Novell Netware и отвечать на запросы GNS (Get Nearest Server), применяемые в сетях Netware. Другим примером может служить функция распространения сообщений протокола DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) от мобильных станций IP к серверам DHCP.
Другим набором функций Cisco IOS, включенным в состав программного обеспечения многоуровневых коммутаторов уровня распределения является LAM (Local Area Mobility). Технология LAM применяется в тех кампусных сетях, где не внедрены протокол и службы DHCP для того, чтобы позволить статически сконфигурированным конечным станциям перемещаться внутри кампуса. Суть работы LAM заключается в том, что адреса мобильных узлов включаются непосредственно в таблицы маршрутизации отдельными маршрутами.
Программное обеспечение Cisco IOS содержит множество вспомогательных функций по обеспечению стабильности, масштабируемости и управляемости корпоративных сетей. Эти функции применимы ко всем сетевым протоколам, встречающимся в кампусных сетях, включая DECnet, AppleTalk, IBM SNA, Novell IPX, TCP/IP и многие другие. Все эти функции можно охарактеризовать одним словом ? внешние функции (out of the box). Внешние функции применяются для работы всей сети. Они являются противоположностью внутренних характеристик (inside the box), которые включают в себя производительность и плотность портов устройства. Внутренние характеристики применимы к отдельно взятым устройствам. Внутренние характеристики оказывают небольшое влияние на стабильность, масштабируемость и управляемость корпоративных сетей.
Устойчивость многоуровневой модели сети обуславливается ее иерархичностью и модульностью. Иерархичность модели заключается в том, что отдельные ее компоненты можно рассматривать и специализировать независимо от других. Модульность же определяется тем, что каждая часть модели внутри определенного уровня выполняет сходные логические функции. Отдельные преимущества, присущие различным технологиям, могут быть добавлены в состав сети, не оказывая влияния на логическую структуру модели. Например, топология Token Ring на отдельных участках сети может быть заменена топологией Ethernet. FDDI можно заменить на коммутируемый Fast Ethernet. Вместо концентраторов можно установить коммутаторы уровня 2. Вместо Fast Ethernet можно использовать ATM LANE в качестве магистральных и прочих соединений. ATM LANE можно представить в виде Gigabit Ethernet и т.д. Таким образом, можно утверждать, что модульность обеспечивает миграцию и интеграцию существующих технологий передачи настолько легко, насколько это возможно.
Другим ключевым преимуществом модульного дизайна сети является то, что каждое устройство внутри определенного уровня программируется аналогично другим устройствам того же уровня и выполняет сходные задачи, что, в свою очередь, значительно упрощает процесс конфигурации. Функции поиска и устранения неисправностей также в значительной мере облегчаются при использовании модульного дизайна сети.
На уровне доступа подсети соответствуют разным VLAN. VLAN могут ограничиваться одним коммутатором, а могут и быть представленными на нескольких устройствах. Если на уровне доступа используются коммутаторы семейства Catalyst 5000, то технология VLAN Trunking обеспечит все необходимые функции для гибкого распределения VLAN между несколькими коммутаторами. В примерах конфигураций, которые будут показаны далее, мы продемонстрируем коммутатор, относящийся к двум VLAN, и как этот факт обеспечивает разделение нагрузки и быстрое восстановление работоспособности после сбоев на этапе взаимодействия уровней распределения и доступа.
В самом простом случае уровень ядра сети можно рассматривать как одну логическую сеть или VLAN. В наших примерах мы рассмотрим уровень ядра как единую коммутируемую инфраструктуру уровня 2, не имеющую петель. Это обеспечит такое полезное свойство, как отсутствие необходимости использования протокола STP на уровне ядра сети. Вместо этого мы рассмотрим вопросы, касающиеся разделения нагрузки и быстрой сходимости маршрутных протоколов уровня 3, таких как OSPF и EIGRP, обеспечивающих быстрое определение оптимальных маршрутов и восстановление после сбоев в основной магистрали сети (backbone). Функции поиска оптимальных маршрутов и восстановления после сбоев в многоуровневой модели выполняются на уровне распределения.
