Роль Internet в корпоративных сетях

Если заглянуть вовнутрь Internet, мы увидим, что информация проходит через большое количество, безусловно, самостоятельных и по большей части некоммерческих узлов, связанных через самые разнородные каналы и сети передачи данных. Безумный рост служб, предоставляемых в Internet, приводит к перегрузке узлов и каналов связи, что круто снижает скорость и безопасность передачи информации. При этом подрядчики служб Internet не несут никакой ответственности за функционирование сети в совокупности, а каналы связи прогрессируют весьма неравномерно и в основном там, где государство считает надобным вкладывать в это средства. Помимо того, Internet привязывает пользователей к одному протоколу — IP (InternetProtocol). Это отменно, когда мы пользуемся стандартными приложениями, работающими с этим протоколом. Применение же с Internet други…

Если у вас появляется надобность обеспечить доступ мобильных пользователей к вашей частной сети — Internet также не самое лучшее решение. Казалось бы, огромных задач тут быть не должно — подрядчики служб Internet есть примерно всюду, возьмите удобоносимый компьютер с модемом, позвоните и работайте. Впрочем, подрядчик, скажем, во Владивостоке, не имеет никаких обязательств перед вами, если вы подключились к Internet в Москве. Денег за службы он от вас не получает и доступа в сеть, безусловно, не предоставит. Еще одна задача Internet, обширно обговариваемая в последнее время, — безопасность. Если говорим о частной сети, абсолютно натуральным представляется защитить передаваемую информацию от чужого взора. Непредвиденность путей информации между большинством самостоятельных узлов Internet не только повышает риск того, что какой-нибудь не в меру любознательный оператор сети может сложить ваши данные себе на диск (технически это не так трудно), но и делает немыслимым определение места утраты информации. Иной аспект проблемы безопасности вновь же связан с децентрализованностью Internet — нет никого, кто мог бы ограничить доступ к источникам вашей частной сети. От того что это открытая система, где все видят всех, то всякий желающий может попытаться попасть в вашу офисную сеть и получить доступ к данным либо программам.

В сетях Ethernet применяется способ доступа к среде передачи данных, называемый способом коллективного доступа с опознаванием несущей и выявлением коллизий (carrier-sense-multiply-accesswithcollisiondetection, CSMA/CD).

Данный способ применяется экстраординарно в сетях с всеобщей шиной (к которым относятся и радиосети, породившие данный способ). Все компьютеры такой сети имеют непринужденный доступ к общей шине, следственно она может быть использована для передачи данных между двумя узлами сети. Простота схемы подключения — это один из факторов, определивших успех эталона Ethernet. Говорят, что кабель, к которому подключены все станции, работает в режиме коллективного доступа (multiply-access, MA).

Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной конструкции и снабжаются уникальным адресом станции назначения. После этого кадр передается по кабелю. Все станции, подключенные к кабелю, могут распознать факт передачи кадра, и та станция, которая узнает личный адрес в заголовках кадра, записывает его содержимое в свой внутренний буфер, обрабатывает полученные данные и посылает по кабелю кадр-ответ. Адрес станции-источника также включен в начальный кадр, следственно станция-получатель знает, кому необходимо послать ответ.

При описанном подходе допустима обстановка, когда две станции единовременно пытаются передать кадр данных по общему кабелю. Для уменьшения вероятности этой обстановки непринужденно перед отправкой кадра передающая станция слушает кабель (то есть принимает и анализирует возникающие на нем электрические сигналы), дабы найти, не передается ли уже по кабелю кадр данных от иной станции. Если опознается несущая (carrier-sense, CS), то станция откладывает передачу своего кадра до окончания сторонней передачи, и только потом пытается опять его передать. Но даже при таком алгоритме две станции единовременно могут решить, что по шине в данный момент времени нет передачи, и начать единовременно передавать свои кадры. Говорят, что при этом происходит коллизия, потому что содержимое обоих кадров сталкивается на общем кабеле, что приводит к искажению информации.

Для того чтобы правильно обработать коллизию, все станции единовременно отслеживают за возникающими на кабеле сигналами. Если передаваемые и отслеживаемые сигналы отличаются, то фиксируется выявление коллизии (collisiondetection, CD). Для увеличения вероятности незамедлительного выявления коллизии всеми станциями сети, обстановка коллизии усиливается посылкой в сеть станциями, начавшими передачу своих кадров, особой последовательности битов, называемой jam-последовательностью.

Далее после выявления коллизии передающая станция обязана перестать передачу и ждать в течение короткого случайного промежутка времени, а после этого может вновь сделать попытку передачи кадра.

Из изложения способа доступа видно, что он носит вероятностный характер, и вероятность удачного приобретения в свое распоряжение всеобщей среды зависит от загруженности сети, то есть от интенсивности появления в станциях потребность передачи кадров. При разработке этого способа предполагалось, что скорость передачи данных в 100 Мб/свысока по сопоставлению с надобностями компьютеров во взаимном обмене данными, следовательно, загрузка сети будет неизменно маленькой. Это предположение остается зачастую объективным и по сей день, впрочем, возникли приложения, работающие в настоящем масштабе времени с мультимедийной информацией, для которых требуются значительно высокие скорости передачи данных. Следовательно, наравне с типичным Ethernet’ом растет надобность и в новых высокоскоростных спецтехнологиях.

Способ CSMA/CD определяет основные временные и логические соотношения, гарантирующие правильную работу всех станций в сети:

• · Между двумя ступенчато передаваемыми по общей шине кадрами информации должна выдерживаться пауза в 9.6 мкс; эта пауза необходима для приведения в начальное состояние сетевых адаптеров узлов, а также для предотвращения монопольного захвата среды передачи данных одной станцией.
• · При выявлении коллизии (данные ее выявления зависят от используемой физической среды) станция выдает в среду особую 32-х битную последовательность (jam-последовательность), усиливающую явление коллизии для верного распознавания ее всеми узлами сети.
• · После выявления коллизии весь узел, тот, что передавал кадр и столкнулся с коллизией, после некоторой задержки пытается опять передать свой кадр. Узел делает максимально 16 попыток передачи этого кадра информации, после чего отказывается от его передачи. Величина задержки выбирается как равномерно распределенное случайное число из промежутка, длина которого экспоненциально возрастает со следующей попыткой. Такой алгоритм выбора величины задержки снижает вероятность коллизий и сокращает интенсивность выдачи кадров в сеть при ее высокой загрузке.