Подальший розвиток локальних мереж
5.1 Корпоративні мережі
Найперші типи локальних обчислювальних мереж не могли відповідати потребам великих підприємств, офіси яких зазвичай розташовано в різних місцях. Та щойно переваги комп'ютерних мереж стали незаперечними і мережні програмні продукти почали заповнювати ринок, перед корпораціями повстало завдання розширення мереж з метою збереження конкурентоспроможності.
В англомовній літературі цей вид мереж найчастіше називають “enterprise − wide networks” (з англ. — мережа масштабу підприємства), а в Україні став загальновживаним інший термін іноземного походження — “корпоративна мережа”.
Термін “корпоративна” відображає, з одного боку, розмір мережі, бо корпорація — це велике підприємство, з іншого боку — зміст об'єднання, тобто корпоративною є мережа, що утворена в результаті об'єднання кількох, як правило, різнорідних мереж. У разі об'єднання окремих мереж великого підприємства, що має підрозділи в різних містах і країнах, в єдину мережу сукупність кількісних характеристик об'єднаної мережі часто перевищує деякий критичний поріг, за межами якого утворюється нова якість. При цьому кількість користувачів і комп'ютерів може вимірюватися тисячами, число серверів — перевищувати кілька сотень, число записів у базі даних — кілька мільйонів, а відстані між мережами можуть виявитися такими, що використання глобальних зв'язків стає необхідністю. Крім того, неодмінним атрибутом такої складної і великомасштабної мережі є гетерогенність, адже неможливо задовольнити потреби тисяч користувачів за допомогою однотипних елементів і однорідних структур. У корпоративній мережі обов'язково використовуватимуться різноманітні типи комп'ютерів — від мейнфреймів до персональних, 3 − 5 типів операційних систем, близько десяти різноманітних комунікаційних протоколів, кілька СКБД і велика кількість інших додатків. Перевищення кількісними змінами деякої критичної маси і привело до появи нової якості — корпоративної мережі. Терміном “корпоративність” позначається належність описаного виду мережі одному великому підприємству. Ця ознака не є основною, а відображає той факт, що великомасштабна, гетерогенна і добре інтегрована мережа найчастіше утворюється в результаті зусиль підприємства з об'єднання своїх окремих мереж у єдину інформаційну систему. Відтак, якщо мережа має зазначені особливості, але не належить одній корпорації, її все одно можна назвати корпоративною.
Корпоративні мережі формувалися поступово. Спочатку на підприємствах створювалися невеликі локальні мережі, використовувані тільки невеликою групою працівників — так звані мережі робочих груп (згодом перетворилися на мережі відділів і кампусів (майданчиків)).
Мережі відділів або робочих груп використовуються групою людей, об'єднаних вирішенням спільного завдання, такого, наприклад, як бухгалтерський облік або маркетинг. Основною метою мереж відділів є поділ ресурсів, таких як додатки, дані, лазерні принтери і, можливо, модеми. Зазвичай мережі відділів мають один або два файлові сервери і щонайбільше 30 користувачів. Мережі відділів, як правило, не поділяються на підмережі (сегменти) за допомогою мостів. Навіть коли мережі відділів об'єднані в корпоративну мережу, більша частина трафіка локалізується в мережі відділу, тому що саме в її межах виконується більша частина роботи. Адже користувачі в 80 % випадків звертаються до локальних ресурсів, а в 20 % випадків — до віддалених ресурсів.
Мережі робочих груп і відділів звичайно створюються на основі однієї або кількох мережних технологій — Ethernet, Token Ring, а в тому разі, коли в робочій групі обмінюються великими обсягами інформації (наприклад мультимедійними файлами), застосовуються високошвидкісні протоколи — FDDI, Fast Ethernet або 100VG − AnyLAN. Така мережа зазвичай використовує одну або максимум дві мережні операційні системи. Найчастіше це мережа з виділеним сервером NetWare 3.x або Windows NT, чи однорангова мережа, наприклад мережа Windows for Workgroups.
Наступним кроком в еволюції мереж є об'єднання локальних мереж кількох відділів у єдину мережу будинку або групи будинків — так звану мережу кампусів.
Фрагмент кабельннх підсистем на прикладі мережі масштабу підприємства має такий вигляд (рис. 5.1).
Рисунок 5.1 − Кабельна підсистема на прикладі мережі масштабу підприємства
Мережі кампусів можуть простягатися на кілька кілометрів, але при цьому не потребую глобальних з’єднань. Ці мережі мають хребет (backbone), або головну мережу, і підмережі, подібні ребрам.
Для підвищення продуктивності підприємства іноді використовують маршрутизатори, проте найчастіше підмережі приєднують до хребта за допомогою мостів або концентраторів. У мережі кампуса в кожному відділі здійснюється адміністрування за допомогою власних серверів, але працівники відділу одержують доступ до деяких файлів і ресурсів мереж інших відділів. Послуги, надані мережами кампусів, не обмежуються простим розподілом файлів і принтерів, а часто включають доступ до серверів інших типів, наприклад до факс − серверів і серверів високо швидкісних модемів. Мережі кампусів падають також важливу послугу − доступ до корпоративних баз даних незалежно від того, розташовуються вони на серверах баз даних або на міні − комп'ютерах.
Саме на рівні мережі кампуса починаються проблеми інтеграції. Типи комп'ютерів, мережиих операційних систем, мережного апаратного забезпечення можуть відрізнятися в кожному відділі. Наприклад, інженерний відділ може використовувати операційну систему UNIX і мережне устаткування Ethernet, відділ продажів — операційне середовише DOS/Novell та устаткування Тоken Ring. Досить часто мережа кампуса з'єднує різнорідні комп'ютерні системи, тоді як мережі відділів використовують однотипні комп'ютери. Наприклад, два відділи, що працюють разом, можуть з'єднати свої комп'ютерні системи, а вже згодом до них захоче приєднатися третій відділ. Звідси випливають складнощі керувати мережами кампусів, потрібні кваліфікованіші адміністратори, яких треба спеціально навчати. У разі збоїв і відмов адміністратору вже недостатньо перевірити надійність з'єднання, виникає потреба у витонченіших засобах оперативного керування мережею.
Мережа кампуса має багато ознак корпоративної мережі, їй не вистачає тільки масштабності і наявності глобальних зв'язків. Корпоративна мережа — це об'єднання мереж кількох кампусів, а мережа кампуса — це об'єднання мереж робочих груп і відділів. Що більша кількість об'єднуваних мереж, то яскравіше виражено нові якісні ознаки. Найпростіше для невеликої мережі завдання ведення облікової інформації про користувачів перетворюється на складну проблему для мережі масштабу підприємства. Використання глобальних зв'язків змусило фахівців із локальних мереж поринути в новий для них світ тслекомунікацій. Особливого значення набули завдання подолання гетерогенності, у результаті вирішення яких у мережі з'явилися численні шлюзи, що забезпечують узгоджену роботу різноманітних операційних систем і мережних системних додатків. Для забезпечення спільної роботи в мережі різноманітних комунікаційних протоколів стали широко використовуватися багатопротокольні маршрутизатори і мости.
Також розширилося коло послуг, що надаються кінцевому користувачеві. Крім традиційних послуг локальних мереж — розподілу файлів і принтерів, до звичайного сервісного набору корпоративної мережі зазвичай входять поштова служба, засоби колективної роботи, підтримка віддалених користувачів, факс − сервіс, обробка голосових повідомлень, оріанізація відеоконференцій тощо. Важливого значення набуває час реакції додатків у корпоративній мережі, адже в умовах динамічного ринку для успішної боротьби з конкурентами рішення потрібно приймати в реальному масштабі часу, що потребує відповідної організації корпоративної мережі та її додатків, у тому числі СКБД, здатної оперативно обробити запити до даних (підтримка режиму On Line Transaction Processing, OLTP). Водночас у великій корпоративній мережі особливо складно забезпечити прийнятний час реакції. Цьому перешкоджає висока інтенсивність потоку запитів, створюваних сотнями і тисячами працівників корпорації, потреба здійснювати пошук даних у базах величезних розмірів, невисока швидкість глобальних ліній зв'язку між відділеннями корпорації, уповільнення швидкості взаємодії в шлюзах, що узгоджуюсь взаємодію неоднорідних компонентів різноманітних підмереж. У корпоративних системах попередніх поколінь особливо великі бази даних зберігали централізовано на мейнфреймах і забезпечували доступ до даних у пакетному режимі, що унеможливлювало швидку реакцію на запит. Нині вимоги роботи в реальному часі стали для корпорацій нагальною потребою й однією з основних вимог, що висуваються до корпоративних мереж і корпоративних додатків.
Об'єднання транспортних потоків окремих мереж у корпоративній мережі відбувається за рахунок використання спільного для всіх мереж магістрального протоколу мережного рівня моделі OSI. Мережний рівень дає змогу з'єднувати мережі, в яких працюють різноманітні протоколи канального рівня. При цьому у разі передачі з мережі в мережу пакета мережного рівня оболонка канального рівня одного виду замінюються оболонкою канального рівня іншого виду. Інформацією, на основі якої відбувається така заміна, є номер мережі і номер вузла в мережі, що не змінюється при переході пакета з мережі в мережу. Існує велика кількість протоколів як мережного, так і канального рівня. Всі вони вирішують одне завдання, але різними засобами, тому у великих мережах мережним інтеграторам і адміністраторам доводиться мати справу одночасно з кількома мережними протоколами. Популярними протоколами мережного рівня, що використовуються для об'єднання підмереж у корпоративну мережу, є IP та Novell IPX. Протоколи мережного рівня є не тільки протоколами локальних мереж. З їхньою допомогою можна створювати інтермережі, що включають як локальні, так і глобальні мережі. У кожній із цих мереж діють свої правила внутрішньої доставки пакетів, а їхня спільна робота стає можливою завдяки наявності протоколу мережного рівня.
Останнім часом роль об'єднуючого протоколу мережного рівня дедалі частіше виконує ІР, який був розроблений для мережі Internet і операційної системи Unix. Для цього протоколу існують стандарти використання з усіма основними протоколами канального рівня локальних мереж, таких як Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet i 100VG – AnyLAN, а також 3 протоколами глобальних мереж - Х.25, Frame Relay, PPP. Уже є специфікація для використання ІР з протоколами таких перспективних мереж, як АТМ, − так звана специфікація Classical ІР. Важливими перевагами ІР є його висока ефективність при роботі на низькошвидкісних глобальних лініях зв'язку. Структуризація транспортної підсистеми корпоративної мережі та її ієрархічна багаторівнева будова − це взаємозалежні поняття. Структуризація — це поділ великої системи на окремі взаємозалежні підсистеми, а ієрархічне багарівневе дерево − це найчастіше використовуваний тип структурування транспортних зв'язків у корпоративній мережі. Неконтрольована мережа має властивість розростатися хаотично. Така стихійно утворена мережа погано керована і схильна до частих збоїв і відмов. Проблеми ранніх мереж Ethernet, що зростали у такий спосіб, добре відомі: відсутність технічного обгрунгування здійснених змін, неповне документування. Це призводило до занадто великих витрат сил і часу на пошук причин відмов і збоїв, що виникали. Масштабні системи потрібно особливо старанно планувати і структурувати, вибираючи для кожної мережі відповідні типи кабельних систем, протоколи та пристрої з'єднання мереж — повторювачі, мости, маршрутизатори і шлюзи. Адже метою обчислювальної мережі є надання користувачам доступу до всіх ресурсів мережі.