Разное

Расширенная звезда топология: Построение структурированной кабельной сети на основе применения коммутаторов CISCO

Построение структурированной кабельной сети на основе применения коммутаторов CISCO

В сетях, использующих топологию «звезда», сетевой носитель соединяет центральный концентратор с каждым устройством, подключенным к сети. Физический вид топологии «звезда»  напоминает радиальные спицы,  исходящие из центра колеса. В этой топологии используется управление из центральной точки, а связь между устройствами, подключенными к сети, осуществляется посредством двухточечных линий между каждым устройством и центральным каналом или концентратором.

Весь сетевой трафик в звездообразной топологии проходит через концентратор. Вначале данные посылаются концентратору, а затем концентратор переправляет их устройству в соответствии с адресом, содержащимся в данных.

В сетях с топологией  «звезда» концентратор может быть активным или пассивным. Активный концентратор не только соединяет участки среды передачи, но и регенерирует сигнал, т.е. работает как многопортовый повторитель. Благодаря выполнению регенерации сигналов, активный концентратор позволяет данным перемешаться на более значительные расстояния. В отличие от активного концентратора, пассивный только соединяет участки сетевой среды передачи данных.

Большинство проектировщиков сетей считают топологию «звезда» самой простой с точки зрения проектирования и установки. Это объясняется тем, что сетевая среда выходит непосредственно из концентратора и прокладывается к месту установки рабочей станции. Другим достоинством этой топологии является простота обслуживания: единственной областью концентрации является центр сети. Также топология «звезда» позволяет легко диагностировать проблемы и изменять схему прокладки. Кроме того, к сети, использующей топологию «звезда», легко добавлять рабочие станции. Если один из участков сетевой среды передачи данных обрывается или закорачивается, то теряет связь только  устройство, подключенное к этой точке. Остальная часть сети будет функционировать нормально. Короче говоря, топология «звезда» считается наиболее надежной.

В некотором смысле достоинства топологии «звезда» могут считаться и ее недостатками. Например, наличие отдельного отрезка кабеля для каждого устройства позволяет легко диагностировать отказы, однако, это же приводит и к увеличению количества отрезков. В результате повышается стоимость установки сети с топологией  «звезда». Другой пример: концентратор может упростить обслуживание, поскольку все данные проходят через эту центральную точку; однако, если концентратор выходит из строя, то перестает работать вся сеть.

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Плюсы и минусы топологии звезда

Топология или же компоновка – это пространственное расположение компьютерных сетей относительно друг друга, а также метод соединения их элементов. Этот термин может отождествляться с локальной сетью, в которой легко обнаружить структуру связей. Компоновка таких связей в частых случаях скрыта от пользователей. Сетевая топология устанавливает условия к оборудованию, вид применяемого кабеля и определяет вероятные методы управления обменом.

Виды сетевых топологий

Топология сети указывает и характер связей между компьютерами, а не только их физическое расположение. В общем, это очень многозначный термин. Существуют физическая и логическая топологии. В наше время сложились и установились несколько важных физических топологий:

  1. Шина (bus)
  2. Кольцо (ring)
  3. Звезда (star)

Что представляет собой топология “звезда”

“Звезда” – самая универсальная распространённая топология для проводных (кабели) и беспроводных связей. Она представлена явно приметным центром, к которому присоединены все остальные рабочие объекты. Процесс передачи информации происходит только через главный компьютер, вследствие чего он получает огромную нагрузку, и это не даёт ему возможности выполнять другие функции. Разумеется, сетевое устройство гораздо сложнее у центрального абонента, чем у более отдалённых (периферийных). Центральный абонент руководит важной функцией – управление обменом. В этой топологии не могут происходить никакие рабочие конфликты, так как централизованное управление этого не предусматривает.

Конструкция звездообразной топологии схожа по форме со звездой, отсюда и получила своё название. Она напоминает ещё велосипедное колесо с разводящимися от центра спицами.

Принцип работы

Аппаратная станция отправляет данные, которые необходимо отослать сетевому концентрату. Следует заметить, что в определённый момент только одна рабочая машина может транслировать данные, иначе оба пакета могут оказаться непринятыми, и ему придётся переждать этот случайный интервал времени, а затем повторить перенос данных.

Сетевой коммуникатор

Это высокоуровневое устройство, которое не имеет подобных изъянов. Он посылает пакет исключительно получателю, в отличии от коммутатора, который пересылает данные на все порты. Это свойство коммуникатора увеличивает мощность компьютера и повышает сетевую безопасность. Единовременно возможна передача нескольких пакетов данных, а их количество зависит только от коммуникатора.

Активная звезда

В данной топологии выделенный компьютер-сервер – находится в центре сети.

Пассивная звезда

В центре сети имеется концентрат или коммуникатор, выполняющий роль повторителя. В этом случае все абоненты сети имеют общие права. Пассивная звезда гораздо популярнее, нежели активная (истинная) и используется в сети Ethernet.

При выборе топологии нужно принимать во внимание возможные преимущества и недостатки. Так как обособленность устройств является главным плюсом в плане рациональности, то подчинённость определённого узла центральному вызывает обеспокоенность.

Плюсы топологии «звезда»

«Звезда» — это самый незамысловатый тип трафика касательно функциональных обязанностей. Но это не главное его преимущество. Можно выделить следующие основные плюсы, которые присущи этой сетевой топологии:

  • Упрощённая система поиска и устранения поврежденной сети. Происходит это потому, что нахождение всех компьютеров в прямой зависимости от центрального аппарата помогает справиться с неработоспособностью некоторой рабочей точки на основной станции.
  • Пакеты данных не совершают свой путь в этой сетевой топологии.
  • Гарантированная надёжность и защищённость данных. Этому способствует тип передачи пакета данных через три точки: компьютер – коммуникатор – компьютер.
  • Проблемы, связанные с одним из конкретных узлов, не повлияют на производительность других, так как все компьютеры не связаны между собой.
  • Беспрепятственное добавление нового узла или замена устаревших РС.
  • Высокая расширяемость и модернизирование.
  • Этот тип топологии обладает хорошей масштабируемостью, что создаёт каждому абоненту сети необходимое качество службы. Чтобы подключить новую станцию нужно просто-напросто протянуть от сетевого коммутатора ещё один кабель.
  • Высокая продуктивность.
  • Полное отсутствие состыковок посылаемых данных, так как данные от рабочей станции к серверу посылаются по другому каналу и не затрагивают другие станции.

Минусы топологии «звезда»

С другой стороны, эти преимущества в какой-то степени могут стать недостатками:

  • Основной недостаток сетевой топологии звезда – безусловная подчинённость всех узлов компьютера концентраторам.
  • Влияние количества подключений к основному сетевому узлу на размер сети.
  • Необходимость увеличения длины кабеля для прокладки сети (в сравнении с другими сетевыми топологиями)
  • Ограниченное количество сетевых рабочих станций или сегментов сети по причине ограничения числа ресурсов в центральном компьютере
  • Зависимость производительности обмена данных всей сети от производительности общего устройства. К примеру, если сервер функционирует медленно, то это может стать причиной неоперативной работы всей сети.
  • Немалая стоимость реализации, поскольку необходимо бывает много кабеля.

Вывод

Таким образом, большое количество недостатков сетевой топологии “звезда” прямо пропорционально зависимости всей сети от центрального узла.

Применяется сетевая топология «звезда» в сетях, где используется вид кабеля «витая пара» UTP 3 и 5 категории и коммутатор в роли главного устройства.

В сущности, есть и различные сочетания сетевых компоновок, но основное количество составляют эти три важных топологий. Важно учесть все преимущества и недостатки разных топологий, включая, и “звезду”, чтобы определить, какая из них нужна.

Топология “звезда “подходит для типичной небольшой офисной сети. Как уже стало известно, достаточно для этого подключить коммутатор, от которого подключаться другие абоненты. Но провайдеру целесообразно было бы сделать выбор в пользу кольцевой топологии для присоединения конечных пользователей. Эта топология обеспечит защищённость от обрыва проводов или отсоединения электропитания.

Похожие записи

Физические топологии локальных сетей. CCNA Routing and Switching.

Физическая топология определяет, как именно физически соединены оконечные системы. В локальных сетях с совместно используемой средой оконечные устройства могут быть соединены с помощью следующих физических топологий.

  • Звезда (Star): в топологиях типа «звезда» оконечные устройства подключаются к центральному промежуточному устройству. В ранних топологиях типа «звезда» оконечные устройства соединялись с помощью концентраторов Ethernet. Однако теперь в топологиях типа «звезда» используются коммутаторы Ethernet. Топологию типа «звезда» отличают простой монтаж, высокая масштабируемость (простое добавление и удаление оконечных устройств) и простое устранение неполадок.
  • Расширенная звезда (Extended Star): в расширенной звездообразной топологии дополнительные коммутаторы Ethernet обеспечивают соединение с другими звездообразными топологиями.
  • Шина (Bus): все оконечные системы связаны друг с другом общим кабелем, имеющим на концах специальные заглушки («терминаторы»). Для соединения оконечных устройств коммутаторы не требуются. Шинные топологии на основе коаксиальных кабелей использовались ранее в сетях Ethernet благодаря своей дешевизне и простому монтажу.
  • Кольцо (Ring): каждая оконечная система соединяется с соседней системой, образуя сеть в форме кольца. В отличие от шинной топологии кольцевая топология не требует применения терминаторов. Кольцевые топологии использовались в устаревших сетях FDDI (Fiber Distributed Data Interface) и Token Ring.

На рисунке выше показана организация соединений между оконечными устройствами в локальных сетях. Как правило, при графическом изображении структуры сетей прямыми линиями обозначаются локальные сети Ethernet, включая топологии типа «звезда» и «расширенная звезда».

Источник: Академия Cisco.

Теги: CCNA, Cisco, Routing and Switching.

Топология типа «звезда»

В центре такого соединения находится концентратор, а его лучи – соединения с устройствами. Эти устройства, в отличие от кольцевой технологии, имеют право независимого друг от друга доступа к среде передачи. Причины широкой популярности звездообразных топологий – гибкость в применении этой конфигурации, возможность расширения, надежность, относительно низкая стоимость в сравнении с топологией Token Ring. Эта топология сделала шинные и кольцевые топологии принципиально устаревшими

Рис. 21 Пример реализации топологии типа «звезда» в компьютерной сети малого офиса

Коммутируемая топология

При такой топологии физически устройства соединяются с коммутатором (переключателем –switch’ем). Внешне эта топология похожа на звезду. Однако действительно коммутатор создает лишь временное соединение между отправителем порции данных и получателем на момент передачи этой порции данных. Для этого коммутатор держит в памяти адреса всех устройств сети. Поскольку каждое соединение используется лишь для передачи его данных, то для передачи может использоваться вся пропускная способность соединения канала. Таким образом коммутаторы повышают производительность сети в целом.

Сложные топологии

Последовательная цепочка - последовательное соединение концентраторов сети (звезд). Допустимый максимальный размер сети определяется максимальным диаметром сети – произведение допустимого расстояния между устройствами на количество устройств. Однако проблемы возникают обычно еще до достижения максимального диаметра. Эту топология рекомендуют использовать в сетях с ограниченным количеством концентраторов.

Иерархии:

  • иерархические кольца

  • иерархические звезды

  • иерархические комбинации

Сеть и ее топология должны выбираться с учетом будущего развития. Топология ЛС является одним из самых критичных факторов, влияющих на производительность. Основным критерием выбора топологии являются требования пользователей к производительности.

Методы передачи компьютерных данных Кадры и протоколы

Любые данные, которые передаются в ЛС, имеют своего отправителя и адресата. По аналогии с почтовыми отправлениями писем, которые отправляются в запечатанных конвертах с указанием адресов отправителя и получателя, данные в ЛС передаются блоками в виде кадров. Кадр, помимо передаваемых данных, содержит служебную информация, необходимую для организации доставки данных адресату. Таким образом, сети – инфраструктура, рассылающая кадры, и обеспечивающая доставку адресатам данных с помощью кадров.

Кадр– логическая порция данных, передаваемая в сети, имеющая стандартную структуру.

Чтобы обеспечить совместимость различных сетевых компонентов, разработанных различными компаниями, структуру кадров стандартизируют. Так же как на почте есть разные стандарты конвертов (большие, маленькие), существуют разные стандарты кадров.

Механизм (алгоритм) передачи кадров в сети называют протоколом. Эти протоколы также стандартизируют, чтобы обеспечить совместимость работы соответствующих программ, разрабатываемых различными производителями. Можно также сказать, что протокол – это язык, на котором общаются устройства в сети.

Имеется ряд технологий передачи данных в ЛС и между ЛС. Им соответствуют соответствующие стандарты кадров и протоколов.

Многие действующие в настоящее время стандарты были разработаны в США Институтом по электротехнике и электронике (IEEE). В нем действует Комитет стандартов локальных и глобальных сетей, известный под названиемProject802.

Пример:

Как можно описать топологию расширенная звезда cisco

Топология кольцо (топология замкнутой сети) — это тип сетевой топологии, при котором все компьютеры подключены коммуникационному каналу, замкнутому на себе. В кольце сигналы передаются только в одном направлении. Сигнал в топологии кольцо возможно усиливать.

Преимущества и недостатки

· Отсутствие возможности для столкновения передающейся информации.

· Возможность одновременной передачи данных сразу несколькими компьютерами.

· Возможность промежуточного сигнала.

· Высокая стоимость и сложность обслуживания.

· В случае выхода из строя кабеля или компа сеть прекращает функционировать.

· Кольцо в 2.5 раза медленнее шины.

Топология «звезда»

В сетях, использующих топологию "звезда", сетевой носитель соединяет центральный концентратор с каждым устройством, подключенным к сети. Физический вид топологии "звезда" напоминает радиальные спицы, исходящие из центра колеса. В этой топологии используется управление из центральной точки, а связь между устройствами, подключенными к сети, осуществляется посредством двухточечных линий между каждым устройством и центральным каналом или концентратором. Весь сетевой трафик в звездообразной топологии проходит через концентратор. Вначале данные посылаются концентратору, а затем концентратор переправляет их устройству в соответствии с адресом, содержащимся в данных. В сетях с топологией "звезда" концентратор может быть активным или пассивным. Активный концентратор не только соединяет участки среды передачи, но и регенерирует сигнал, т.е. работает как многопортовый повторитель. Благодаря выполнению регенерации сигналов, активный концентратор позволяет данным перемещаться на более значительные расстояния. В отличие от активного концентратора, пассивный концентратор только соединяет участки сетевой среды передачи данных.

Преимущества и недостатки топологии «звезда». Большинство проектировщиков сетей считают топологию "звезда" самой простой с точки зрения проектирования и установки. Это объясняется тем, что сетевая среда выходит непосредственно из концентратора и прокладывается к месту установки рабочей станции. Другим достоинством этой топологии является простота обслуживания: единственной областью концентрации является центр сети. Также топология "звезда" позволяет легко диагностировать проблемы и изменять схему прокладки. Кроме того, к сети, использующей топологию "звезда", легко добавлять рабочие станции. Если один из участков сетевой среды передачи данных обрывается или закорачивается, то теряет связь только устройство, подключенное к этой точке. Остальная часть сети будет функционировать нормально. Короче говоря, топология "звезда" считается наиболее надежной. В некотором смысле достоинства топологии "звезда" могут считаться и ее недостатками. Например, наличие отдельного отрезка кабеля для каждого устройства позволяет легко диагностировать отказы, однако, это же приводит и к увеличению количества отрезков. В результате повышается стоимость установки сети с топологией "звезда". Другой пример: концентратор может упростить обслуживание, поскольку все данные проходят через эту центральную точку; однако, если концентратор выходит из строя, то перестает работать вся сеть.

Область покрытия сети с топологией «звезда». Максимально допустимая длина отрезков сетевого кабеля между концентратором и любой рабочей станцией (их еще называют горизонтальной кабельной системой) составляет 100 метров. Величина максимальной протяженности горизонтальной кабельной системы устанавливается Ассоциацией электронной промышленности (Electronic Industries Association, EIA) и Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (Telecommunications Industry Association, TIA). Эти две организации совместно создают стандарты, которые часто называют стандартами EIA/TIA. В частности, для технического выполнения горизонтальной кабельной системы был и остается наиболее широко используемым стандарт EIA/T1A-568B. В топологии "звезда" каждый отрезок горизонтальной кабельной системы выходит из концентратора, во многом напоминая спицу колеса. Следовательно, локальная сеть, использующая этот тип топологии, может покрывать область 200×200 метров. Понятно, бывают случаи, когда область, которая должна быть покрыта сетью, превышает размеры, допускаемые простой топологией "звезда". Представим себе здание размером 250×250 метров. Сеть с простой звездообразной топологией, отвечающая требованиям к горизонтальной кабельной системе, устанавливаемым стандартом EIA/TIA-568B, не может полностью покрыть здание с такими размерами. Рабочие станции находятся за пределами области, которая может быть накрыта простой звездообразной топологией, и, как и изображено, они не являются частью этой сети. Когда сигнал покидает передающую станцию, он чистый и легко различимый. Однако по мере движения в среде передачи данных сигнал ухудшается и ослабевает — чем длиннее кабель, тем хуже сигнал; это явление называется аттенюацией. Поэтому, если сигнал проходит расстояние, которое превышает максимально допустимое, нет гарантии, что сетевой адаптер сможет этот сигнал прочитать.

компьютерный сеть топология локальный

Топология "расширенная звезда"

Если простая звездообразная топология не может покрыть предполагаемую область сети, то ее можно расширить путем использования межсетевых устройств, которые не дают проявляться эффекту аттенюации; результирующая топология называется топологией "расширенная звезда". Еще раз представим себе здание размером 250×250 метров. Для того чтобы звездообразная топология могла эффективно использоваться в этом здании, ее необходимо расширить. За счет увеличения длины кабелей горизонтальной кабельной системы это делать нельзя, поскольку нельзя превышать рекомендуемую максимальную длину кабеля. Вместо этого можно использовать сетевые устройства, которые препятствуют деградации сигнала. Чтобы сигналы могли распознаваться принимающими устройствами, используются повторители, которые берут ослабленный сигнал, очищают его, усиливают и отправляют дальше по сети. С помощью повторителей можно увеличить расстояние, на которое может простираться сеть. Повторители работают в тандеме с сетевыми носителями и, следовательно, относятся к физическому уровню эталонной модели OSI.

Топология типа «Звезда» (star topology) использует специальное коммутирующее устройство — концентратор (Hub). Каждый компьютер подключается к концентратору при помощи отдельного кабеля. В звездообразной топологии используется кабель на основе витой пары, подобный тем, которые описаны в спецификациях 10BaseT и 100BaseT. О стандартах Ethernet Большинство локальных сетей, использующих протокол Ethernet, а также многие компьютерные сети, использующие другие протоколы, строятся на основе звездообразной топологии.
Хотя каждый ПК не связан непосредственно с остальными компьютерами и подключен только к концентратору посредством отдельного кабеля, все сигналы, поступающие на любой из портов концентратора, передает на все остальные порты. Таким образом, все сигналы, передаваемые ПК в сеть, достигают всех остальных компьютеров.
Благодаря тому, что каждый ПК имеет выделенное соединение с концентратором, топология типа «Звезда» обеспечивает более надежную работу сети, чем шинная, т. к. повреждение какого-либо кабеля затрагивает работу только одного компьютера, использующего этот кабель, и не влияет на работу остальной части сети. Недостатком звезды является то, что для нее требуется дополнительное устройство — концентратор. Выход из строя концентратора затрагивает всю сеть, — она вся целиком перестает работать.

Теория трёхуровневой модели

Рассмотрим следующую схему трёхуровневой иерархической модели, которая используется во многих решениях построения сетей:

Распределение объектов сети по уровням происходит согласно функционалу, который выполняет каждый объект, это помогает анализировать каждый уровень независимо от других, т. е. распределение идёт в основном не по физическим понятиям, а по логическим.

Базовый уровень (Core)

На уровне ядра необходима скоростная и отказоустойчивая пересылка большого объема трафика без появления задержек. Тут необходимо учитывать, что ACL и неоптимальная маршрутизация между сетями может замедлить трафик.
Обычно при появлении проблем с производительностью уровня ядра приходиться не расширять, а модернизировать оборудование, и иногда целиком менять на более производительное. Поэтому лучше сразу использовать максимально лучшее оборудование не забывая о наличии высокоскоростных интерфейсов с запасом на будущее. Если применяется несколько узлов, то рекомендуется объединять их в кольцо для обеспечения резерва.
На этом уровне применяют маршрутизаторы с принципом настройки — VLAN (один или несколько) на один узел уровня Distribution.

Уровень распространения (Distribution)

Тут происходит маршрутизация пользовательского трафика между сетями VLAN’ов и его фильтрация на основе ACL. На этом уровне описывается политика сети для конечных пользователей, формируются домены broadcast и multicast рассылок. Также на этом уровне иногда используются статические маршруты для изменения в маршрутизации на основе динамических протоколов. Часто применяют оборудование с большой ёмкостью портов SFP. Большое количество портов обеспечит возможность подключения множества узлов уровня доступа, а интерфейс SFP предоставит выбор в использовании электрических или оптических связей на нижестоящий уровень. Также рекомендуется объедение нескольких узлов в кольцо.
Часто применяются коммутаторы с функциями маршрутизации (L2/3) и с принципом настройки: VLAN каждого сервиса на один узел уровня Access.

Уровень доступа (Access)

К уровню доступа непосредственно физически присоединяются сами пользователи.
Часто на этом уровне трафик с пользовательских портов маркируется нужными метками DSCP.
Тут применяются коммутаторы L2 (иногда L2/3+) с принципом настройки: VLAN услуги на порт пользователя + управляющий VLAN на устройство доступа.

Практическое применение сетевых технологий в трёхуровневой модели

При рассмотрении следующих технологий используется оборудование уровня ядра и распределения Cisco Catalyst, а для уровня доступа — D-Link DES. На практике такое разделение брендов часто встречается из-за разницы в цене, т.к. на уровень доступа в основном необходимо ставить большое количество коммутаторов, наращивая ёмкость портов, и не все могут себе позволить, чтобы эти коммутаторы были Cisco.

Соберём следующую схему:

Схема упрощена для понимания практики: каждое ядро включает в себя только по одному узлу уровня распределения, и на каждый такой узел приходится по одному узлу уровня доступа.

На практике при больших масштабах сети смысл подобной структуры в том, что трафик пользователей с множества коммутаторов уровня доступа агрегируется на родительском узле распределения, маршрутизируется или коммутируется по необходимости на вышестоящее ядро, на соседний узел распределения или непосредственно между самими пользователями с разных узлов доступа. А каждое ядро маршрутизирует или коммутирует трафик между несколькими узлами распределения, которые непосредственно включены в него, или между соседними ядрами.

VLAN — Virtual Local Area Network

VLAN — это логическое разделение сети на независимые группы хостов.
Благодаря использованию VLAN можно осуществить следующие вещи:

  • разделить одно физическое устройство (коммутатор) на несколько логических по уровню L2
  • если назначить подсети различным VLAN’ам, то хосты подключенные в одно и тоже устройство (содержащее несколько VLAN’ов) будут иметь различные подсети, также можно хосты с разных устройств объединять в одни подсети
  • сегментация трафика VLAN’ами приводит к образованию независимых широковещательных доменов, тем самым уменьшая количество широковещательного трафика на сети в целом
  • разделение трафика на VLAN’ы также обеспечивает безопасность между разными сетями

Распределим VLAN’ы по схеме:

Начнём с уровня доступа.
На коммутаторе DES_1 (D-Link) создадим VLAN 100 для управления:
create vlan 100 tag 100

Добавим его тегированным на 25 порт:
config vlan 100 add tagged 25

Лучше запретить управляющий VLAN на портах (1-24), к которым подключаются пользователи:
config vlan 100 add forbidden 1-24

Дефолтный VLAN устройства удалим:
config vlan default delete 1-26

Поставим IP адрес коммутатора в управляющий VLAN:
config ipif System vlan 100 ipaddress 172.16.0.2/24 state enable

Пропишем шлюз, которым будет являться логический интерфейс устройства на вышестоящем уровне распределения:
create iproute default 172.16.0.1 1

Создадим VLAN 500, в котором предоставляется сервис DHCP (сам DHCP сервер будет находиться на уровне распределения) и сделаем его нетегированным на пользовательских портах (1-24) и тегированным на аплинке (25):
create vlan 500 tag 500
config vlan 500 add untagged 1-23
config vlan 500 add tagged 25

На DES_2 все те же настройки, кроме IP адреса (172. 16.1.2) и шлюза (172.16.1.1).

Теперь перейдём к уровню распределения.
Настраиваем Cat_1.
Если мы используем коммутатор Catalyst, то VLAN’ы создаются в режиме конфигурации ( conf t ) следующим образом:
Vlan

Предварительно лучше VTP переключить в прозрачный режим:
vtp mode transparent

Необходимо создать три VLAN’а: управление узлами доступа – VLAN 100, для связи между Cat_1 и Core_1 — VLAN 20 и у нас один узел доступа на каждый уровень распределения, поэтому для сервиса DHCP создаётся один VLAN – 500, на реальной сети нужно на каждый коммутатор доступа по своему VLAN’у с DHCP:
Vlan 100,20,500

Добавим VLAN 20 на интерфейс (gi 0/1), к которому подключено ядро.
Входим в режим конфигурации:
Cat_1#conf t

Конфигурация интерфейса gi 0/1:
Cat_1(config)#int gigabitEthernet 0/1

Указываем использование стандарта 802.1Q:
Cat_1(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q

Переводим порт в режим транка:
Cat_1(config-if)#switchport mode trunk

Добавляем VLAN:
Cat_1(config-if)#switchport trunk allowed vlan 20

Если на порту уже есть какие-то VLAN’ы, то необходимо использовать команду: switchport trunk allowed vlan add , т. к. если не указать add , то уже существующие VLAN’ы пропадут.
Теми же командами добавляем VLAN’ы 100, 500 на gi 0/2 к которому подключен DES_1.

Для конфигурации сразу нескольких интерфейсов одновременно можно делать так:
Cat_1(config)#int range gigabitEthernet 0/2-3

Укажем сеть для управления уровнем доступа:
Cat_1(config)#int Vlan100
Cat_1(config-if)#ip address 172.16.0.1 255.255.255.0

Укажем IP для Cat_1:
Cat_1(config)#int Vlan20
Cat_1(config-if)#ip address 10.10.0.2 255.255.255.248

Cat_2 настраиваем так же, только меняем адреса в VLAN’ах 100 и 20. VLAN 100 – 172.16.1.1 255.255.255.0, VLAN 20 – 10.20.0.2 255.255.255.248
На Core_1 создаём VLAN’ы 10 и 20, добавляем 10 на gi 0/1, куда подключен Core_2 и 20 на интерфейс gi 0/2, к которому подключен узел уровня распределения, ставим IP адреса: VLAN 10 – 10.0.0.1 255.255.255.248, VLAN 20 – 10.10.0.1 255.255.255. 248.
На Core_2 создаём также VLAN’ы 10 и 20, добавляем 10 на gi 0/1, куда подключен Core_1 и 20 на интерфейс gi 0/2, к которому подключен Cat_2, ставим IP адреса: VLAN 10 – 10.0.0.2 255.255.255.248, VLAN 20 – 10.20.0.1 255.255.255.248.

DHCP — Dynamic Host Configuration Protocol

DHCP – это клиент-серверный протокол для автоматической настройки IP адреса и других параметров у хоста сети.
В роли DHCP сервера будет выступать уровень распределения. В клиентском VLAN’е 500 создадим DHCP пул с сетью 192.168.0.0 255.255.255.224 для Cat_1 и 192.168.1.0 255.255.255.224 для Cat_2.
Настраиваем Cat_1.
Указываем DHCP пул:
Cat_1(config)#ip dhcp pool Vlan500

Указываем сеть, из которой будут выдаваться адреса:
Cat_1(dhcp-config)#network 192.168.0.0 255.255.255.224

Указываем шлюз по умолчанию, который получит клиент DHCP:
Cat_1(dhcp-config)#default-router 192. 168.0.1

Присваиваем клиенту dns сервера:
Cat_1(dhcp-config)#dns-server

Задаём время аренды в днях:
Cat_1(dhcp-config)#lease 14

Можно указать имя домена:
Cat_1(dhcp-config)#domain-name workgroup_1

После этого выходим из режима конфигурации DHCP и исключаем ip адрес шлюза по умолчанию из DHCP пула:
Cat_1(dhcp-config)#ex
Cat_1(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.0.1

Создаём логический интерфейс, который будет шлюзом по умолчанию для пользователей.
Создаём сам интерфейс:
Cat_1(config)#int Vlan500

Ставим IP адрес:
Cat_1(config-if)# ip address 192.168.0.1 255.255.255.224

Для Cat_2 делаем по аналогии, используя в VLAN’е 500 сеть 192.168.1.0 255.255.255.224
После этого пользователи DES_1 и DES_2 будут получать адреса по DHCP.

OSPF — Open Shortest Path First

OSPF — удобный протокол динамической маршрутизации с учётом состояния каналов. Он позволяет составить полную схему сети, а затем выбрать на основе этого оптимальный маршрут. Функционирование основано на получении данных о состоянии сетевых связей или каналов. Подробное описание есть в википедии. Мы будем использовать именно этот протокол.

В реальной сети каждое ядро содержит area 0 (для связи с другими ядрами) и несколько других зон, в которые входят узлы уровня распределения. Эти узлы в пределах одной зоны удобно объединять в кольца, благодаря чему будет резерв и оптимальная маршрутизация. Например, это может выглядеть так:

Определим зоны в нашей сети:

Настройка Core_1.
Включим маршрутизацию:
Core_1(config)# ip routing
Core_1(config)# ip classless
Core_1(config)# ip subnet-zero

Включим процесс OSPF и укажем proccess-id (берётся произвольно, в нашем случае — 111):
Core_1(config)#router ospf 111

Укажем сети для каждой из зон, в которые входит Core_1 (надо использовать инверсию маски):
Core_1 (config-router)# network 10.0.0.0 0.0.0.7 area 0
Core_1 (config-router)# network 10. 10.0.0 0.0.0.7 area 10

Обычно прописывают ещё вручную Router-id (идентификатор маршрутизатора), указывая при этом IP адрес этого маршрутизатора. Если этого не делать, то Router-id будет выбран автоматически.

На Core_2 делаем всё точно также как и на Core_1.

При настройке Cat_1 включаем также маршрутизацию и процесс ospf с id 111. Указываем сеть 10.10.0.0 255.255.255.248 в area 10:
Cat_1(config)# ip routing
Cat_1(config)# ip classless
Cat_1(config)# ip subnet-zero
Cat_1(config)#router ospf 111
Cat_1(config-router)# network 10.10.0.0 0.0.0.7 area 10

Необходимо указать редистрибьюцию сети для DHCP (она в int Vlan500) в этот процесс ospf. Делается это командой:
Cat_1(config-router)# redistribute connected metric 5 metric-type 1 subnets

5 — это метрика для перераспределённого маршрута
1 – это тип внешней метрики – OSPF

После этой команды все сети в VLAN’ах Cat_1 будут доступны через ospf.
Редистрибьюцию пользовательских сетей DHCP также можно сделать через route-map и access-list или целиком указать в network x.x.x.x x.x.x.x area x. Всё это зависит от того, как и что нужно анонсировать в маршрутизации по сети.
Cat_2 настраиваем аналогично, только в area 10 надо указать network 10.20.0.0 0.0.0.7

По сути, теперь мы имеем работающую сеть, в которой пользователи с разных коммутаторов уровня доступа смогут обмениваться трафиком.

STP — Spanning Tree Protocol

STP – протокол связующего дерева, предназначен для избавления от ненужных циклов трафика и используется для построения резервов по L2.
Протокол работает следующим образом:

  • на сети выбирается root bridge
  • все не root узлы вычисляют оптимальный путь к root bridge, и порт (через который проходит этот путь) становится root port
  • если путь к root bridge проходит через какой то узел, то такой узел сети становиться designated bridge и порт соответственно designated port
  • порты, участвующие в дереве stp и не являющиеся root или designated блокируются

Сделаем кольцо следующего вида:

Cat_3 и Cat_2 находятся в одной area, работая по VLAN’у 20 и соединены непосредственно друг с другом для резерва по L2.
На Core_2, Cat_2 и Cat_3 включаем rapid-pvst. Rapid-Per-VLAN-Spanning Tree позволяет строить дерево на каждый VLAN отдельно.
Cat_1(config)#spanning-tree mode rapid-pvst

Указываем, что все существующие VLAN’ы должны участвовать в STP с приоритетом этого узла. Чтобы Core_2 был root bridge, ему надо поставить priority меньшее чем у Cat_3 и Cat_2, у которых в свою очередь priority может быть одинаковым.
Core_2:
Core_2(config)#spanning-tree vlan 1-4094 priority 4096

Cat_3:
Cat_3(config)#spanning-tree vlan 1-4094 priority 8192

Cat_2:
Cat_2(config)#spanning-tree vlan 1-4094 priority 8192

После этого Core_2 станет root bridge, а один из портов Cat_3 или Cat_2 заблокируется для передачи трафика по VLAN’у 20 в сторону Core_2. Если необходимо указать, чтобы определённый VLAN не участвовал в STP, то делается это такой командой:
no spanning-tree vlan

Следует заметить, что BPDU пакеты Cisco и D-Link, при помощи которых строится STP, не совместимы между собой, поэтому stp между оборудованием этих двух производителей скорее всего построить будет очень затруднительно.

SNMP — Simple Network Management Protocol

SNMP – протокол простого управления сетью. При помощи него как правило собирается статистика работы оборудования, и он часто используется при автоматизации выполнения каких-либо операций на этом оборудовании.
На узлах всех уровней определим community, которое определяет доступ к узлу на read или write по этому протоколу, при условии, что это community совпадает у источника и получателя.

На Cisco:
Read — snmp-server community RO
Write — snmp-server community RW
Название snmp_community чувствительно к регистру.

На всех узлах ядра и распределения выполняем эти команды:
Core_1(config)# snmp-server community CISCO_READ RO
Core_1(config)# snmp-server community CISCO_WRITE RW

На D-link:
Удаляем всё дефолтное:
delete snmp community public
delete snmp community private
delete snmp user initial
delete snmp group initial
delete snmp view restricted all
delete snmp view CommunityView all

Создаём community на read — DLINK_READ и на write — DLINK_WRITE:
create snmp view CommunityView 1 view_type included
create snmp group DLINK_READ v1 read_view CommunityView notify_view CommunityView
create snmp group DLINK_READ v2c read_view CommunityView notify_view CommunityView
create snmp group DLINK_WRITE v1 read_view CommunityView write_view CommunityView notify_view CommunityView
create snmp group DLINK_WRITE v2c read_view CommunityView write_view CommunityView notify_view CommunityView
create snmp community DLINK_READ view CommunityView read_only
create snmp community DLINK_WRITE view CommunityView read_write

ACL — Access Control List

Списки контроля доступа – это условия, которые проходят проверку при выполнении каких-либо операций.
ACL используется в связке со многими протоколами и сетевыми механизмами, фильтруя трафик на интерфейсах и протоколах NTP, OSPF и других.

Создадим правило для закрытия доступа из пользовательской сети Cat_1 (192.168.0.0 255.255.255.224) в сеть Cat_2, которая находится в VLAN’е 500:
Cat_2(config)#ip access-list extended Access_denided_IN
Cat_2(config)#deny ip 192.168.0.0 0.0.0.31 any
Cat_2(config)#deny udp 192.168.0.0 0.0.0.31 any

Как видите, в extended access листах используется инверсия маски.
После создания списка доступа его необходимо применить на нужном интерфейсе:
Cat_2(config)#int Vlan500
Cat_2(config-if)# ip access-group Access_denided_IN in

Тем самым запретив на int vlan500 Cat_2 входящий трафик ip и udp от 192.168.0.0 255.255.255.224 на любой адрес.

NTP — Network Time Protocol

Cisco:
Синхронизация внутреннего времени узла с внешним сервером (можно использовать несколько серверов):
ntp server

Указание часового пояса (GMT +3):
clock timezone MSK 3

Начальная и конечная дата перехода на летнее время:
clock summer-time MSK recurring last Sun Mar 2:00 last Sun Oct 3:00

Эти команды следует выполнить на всех узлах сети, либо указать на роутере ядра ntp master и остальные узлы синхронизировать с ним.

Также можно указать время вручную:
clock set 18:00:00 20 Feb 2011
Но это делать крайне не рекомендуется — лучше использовать NTP.

D-Link:
Используем SNTP – более простая версия NTP.

Включаем SNTP:
enable sntp

Указание часового пояса (GMT +3):
config time_zone operator + hour 3 min 0

Задаём NTP сервера:
config sntp primary secondary poll-interval 600

poll-interval — интервал времени в секундах между запросами на обновление SNTP информации.

Начальная и конечная дата перехода на летнее время:

config dst repeating s_week 1 s_day sun s_mth 4 s_time 0:3 e_week last e_day sun e_mth 10 e_time 0:3 offset 60

Мы рассмотрели теорию трёхуровневой модели сети и некоторые базовые технологии, которые помогут в изучении таких сетей.

ⓘ Звезда, топология компьютерной сети. Звезда

Пользователи также искали:

лучшая топология сети, оборудование для локальной сети звезда, топология звезда оборудование, топология, сети, Звезда, звезда, топология сети, оборудование, сетей, компьютерных, компьютерной, топология сети виды, топология шина, топология звезда оборудование, лучшая топология сети, реферат, виды, шина, топологии, преимущества, недостатки, лучшая, локальной, оборудование для локальной сети звезда, топологии компьютерных сетей их преимущества и недостатки, топология компьютерных сетей реферат, Звезда топология компьютерной сети, звезда (топология компьютерной сети),

. ..

10Base-T звездообразная топология - Схема сети | Схема логической топологии сети | Сетевые концентраторы

Тег коаксиальной линии

Тег волоконно-оптической линии

Тег линии для витой пары

Контроллер сигнализации SC2200

Мост

Устройство сетевого управления

Сервер доступа (коммуникационный сервер)

Терминальный сервер

Веб-браузер

Управление безопасностью, Cisco

Замок и ключ

Замок

Ключ

Реляционная база данных

Хост

CSU / DSU

WAN

Университет

Правительственное здание

Домашний офис

Telecommuter House PC

Среднее здание, стандартный

Штаб-квартира, покорена

Дом, Регуляр

Малый бизнес

Сетевой разъем

Динамический соединитель

Линейный разъем

Разъем линии-кривой

Автобус

Кольцо FDDI

Одноранговая сеть

Token-кольцо

Звезда

Связь

Изогнутый автобус

Ethernet

Облако

Динамик

Микрофон

Маршрутизатор

ATM-маршрутизатор

Коммутатор ISDN

Коммутатор ATM

ATM / FastGB Etherswitch

Коммутатор рабочей группы

Малая ступица

Концентратор 100BaseT

CDDI-FDDI

Сетевая топология

и типы сетевых топологий

Сетевая топология относится к расположению компьютеров и устройств в сети связи. Топологии сети также могут быть физическими или логическими. Физическая топология означает физический дизайн сети, включая дизайн сети, включая устройства, местоположение и установку кабеля. Логическая топология относится к тому, как данные фактически передаются в сети, в отличие от ее физического устройства. Теперь давайте рассмотрим подробнее различные типы сетевых топологий.

Типы сетевых топологий

Термин «топология» относится к подключенной схеме устройств, совместно используемых в сети.Теперь мы продолжим обсуждение стандартных топологий компьютерных сетей.

Представление о форме сети или структуре виртуальной архитектуры считается топологией. Структура или форма не являются обязательными для реализации точной физической схемы существующих устройств в сети. Например, домашняя локальная сеть должна быть построена по кругу физически, и на самом деле нет необходимости определять круг в топологии. Они подразделяются на следующие категории:

  1. Звездообразная топология
  2. Кольцевая топология
  3. Топология шины
  4. Древовидная топология
  5. Ячеистая топология
  6. Гибридная топология

Сплошная или комплексно ориентированная сеть должна быть построена путем объединения гибридов одного или нескольких основных запланированные топологии, упомянутые выше.

1. Звездообразная топология

Эта топология в основном предназначена для домашних сетей. Обычно это упрощает модель центрального подключения, называемую концентратором, и этот концентратор может не быть концентратором, он может состоять из маршрутизатора, коммутатора или самого концентратора. Устройства подключены к хабу через UTP Ethernet. При сравнительном исследовании шинных топологий топология «звезда» состоит из большего количества используемых кабелей, а разрыв сети приводит к отключению доступа только к одной компьютерной сети, а не ко всему набору ЛВС, в любом случае при выходе из строя концентратора вся сеть выходит из строя.

Общее преимущество топологии «звезда» описывает простоту установки и подключения без каких-либо сбоев в работе сети при подключении или отключении любых устройств. Их легко подключать, удалять или обнаруживать неисправности в устройствах и в сети.

Общие недостатки состояния звездообразной топологии некоторые, такие как увеличение необходимой длины кабеля. Концентратор или устройство, используемое в качестве концентратора, не может сконцентрироваться, тогда подключенные узлы автоматически неактивны или отключены.Эти топологии считаются более дорогими, чем существующие линейные топологии, что увеличивает стоимость концентраторов.

Протокол доступа для звездообразной топологии распознается как LocalTalk или Ethernet. Token Ring использует подобную топологию, известную как Star-Wired Ring.

Звезда-проводное кольцо: Внешний вид топологии «звезда-провод» должен соответствовать модели топологии «звезда». MAU кольца Star-Wired состоят из проводки, которая фокусируется на передаче информации от одного устройства к другому в кольце или круге, как показано на рисунке ниже.В протоколе Token Ring используется топология «звезда».

2. Кольцевая топология

Каждое устройство в этой категории имеет двух точных соседей для целей связи и экземпляров в кольцевой сети. Распространенные сообщения проходят через кольцо в одном и том же направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки, выходя из строя всей сети из-за поломки. Если какой-либо кабель или устройство сломано при подключении к шлейфу, они воспользуются преимуществом нарушения всей сети.Типичное использование FDDI, SONNET или любой топологии Token Ring используется для реализации кольцевой сети. Такие топологии используются в школах и на некоторых офисных предприятиях.

Интересной топологией сетевой топологии является топология сети. На схеме это выглядит как группа компьютеров, которые соединены в виде круга. Сеть имеет избыточную топологию без коллизий. Поскольку это кольцо, в этой топологии нет терминаторов. Узел предоставляет информацию об адресе назначения.В соответствии с адресом получателя, указанным в данных, отправленных в кадре, он достигает адреса назначения, и данные передаются получателю из кадра. Эта кольцевая топология относится к другому типу, известному как топология двойного кольца. Второе кольцо используется при выходе из строя первого.

3. Топология шины

Это сети, и их не путают с шиной компьютеров. Эти сети используются как обычная деятельность для подключения устройств к сети.Они также известны как основа сетей. Совместно используемое соединение разделяет связь с другим устройством через среду через один кабель; они прикрепляются или касаются вместе с интерфейсным разъемом. Широковещательное сообщение отправляется через провод, установленный в сети, устройством, которое нуждается в связи, и только предполагаемый получатель формально принимает, принимает и обрабатывает сообщения.

Топологии шины Ethernet используются при относительно меньшем использовании кабелей и относительно просты в процессе установки по сравнению с альтернативами.Варианты кабельной разводки различаются как 10Base-2 (ThinNet) и 10Base-5 (ThickNet), поскольку оба являются известными кабелями Ethernet для шинных топологий. Топологии шины лучше всего улучшаются и сообщаются с результатами в ограниченной среде активных устройств. Если в том же случае подключено большее количество компьютеров, это может повлиять на производительность, поскольку они ограничены только ограниченным количеством компьютеров. Дополнительная проблема, такая как отказ магистрали, приведет к поломке всей сети и может перейти в стадию выхода из строя.

Преимущества: Компьютер периферийного устройства должен быть легко подключен с помощью линейной шины. Требования к длине кабеля меньше по сравнению с топологиями «звезда».

Недостатки: Небольшой разрыв кабеля приводит к отключению всей сети. Магистральный кабель требует терминатора на обоих концах. Возникает трудность в понимании проблемы отключения системы в целом. Этот тип решения никогда не рекомендуется для автономного решения для большого здания, использующего большое количество сетевых областей.

4. Топология дерева

Интеграция нескольких стартовых топологий в сочетании с топологией шины известна как топология дерева. Чтобы упростить его определение, концентратор - это единственное устройство, которое напрямую подключается к дереву и определяется как каждый концентратор, работающий как корень в дереве устройств. Гибридный подход шинной и звездообразной топологий улучшает будущее расширяемости сети, которая предлагается лучше, чем топология шины и звездообразная топология. В то время как в шинных топологиях количество устройств ограничено из-за генерации трафика при вещании, а в звездообразных топологиях есть только ограниченное количество узловых точек.

Преимущества: отдельные сегменты, включая функции проводки точка-точка. Поддерживается разными поставщиками и разным оборудованием.

Недостатки: длина всего сегмента ограничена типом используемого кабеля. Вся система выходит из строя при обрыве магистральной линии в системе. Конфигурация значительно сложнее, чем другие топологии.

5. Топология сетки

Это топология, которая включает в себя концепцию маршрутов.В отличие от других топологий ячеистые топологии должны проходить по любому пути от источника к месту назначения через несколько вариантов, поскольку сообщения, отправленные в другой сети, используют тот же проход. По сравнению с кольцевой топологией сообщения, хотя и имеют двухкабельный тракт, они перемещаются только в одном направлении. Некоторые из партнеров глобальной сети развертывают маршрутизацию Mesh.

Что такое топология сети? | Вебопедия

Топология сети относится к структуре сети.Как разные узлы в сети связаны друг с другом и как они обмениваются данными, определяется топологией сети.

Топология сети относится к структуре сети и к тому, как различные узлы в сети связаны друг с другом и как они обмениваются данными. Топологии бывают либо физическими (физическая структура устройств в сети), либо логическими (способ действия сигналов на сетевом носителе или способ передачи данных по сети от одного устройства к другому).В этом руководстве Webopedia описываются пять наиболее распространенных сетевых топологий.


Контрольный список топологии сети

Ключевые термины, которые необходимо знать

Топология сетки

Звездная топология

Топология шины

Кольцевая топология

Топология дерева


Начало работы: основные термины, которые необходимо знать

Следующие определения помогут вам лучше понять топологию сети:

1. Сетка Топология

Топология ячеистой сети : В ячеистой сети устройства соединены множеством избыточных соединений между узлами сети.В истинно ячеистой топологии каждый узел имеет соединение со всеми остальными узлами в сети. Есть два типа топологий сетки:

Полная ячеистая топология: возникает, когда каждый узел имеет схему, соединяющую его с каждым другим узлом в сети. Полная сетка очень дорога в реализации, но обеспечивает максимальную избыточность, поэтому в случае отказа одного из этих узлов сетевой трафик может быть направлен на любой из других узлов. Полная сетка обычно зарезервирована для магистральных сетей.

Частичная ячеистая топология: дешевле в реализации и обеспечивает меньшую избыточность, чем полная ячеистая топология. С частичной сеткой некоторые узлы организованы по схеме полной сетки, но другие подключены только к одному или двум в сети. Частичная ячеистая топология обычно встречается в периферийных сетях, подключенных к полной ячеистой магистрали.

2. Звездная топология

Звездная топология: В звездообразной сети устройства подключены к центральному компьютеру, называемому концентратором.Узлы обмениваются данными по сети, передавая данные через концентратор.

Главное преимущество: В звездообразной сети один неисправный узел не влияет на остальную сеть.
Основной недостаток: Если центральный компьютер выходит из строя, вся сеть становится непригодной для использования.

3. Топология шины

Топология шины : В сети шина - это центральный кабель - основной провод, который соединяет все устройства в локальной сети (LAN).Его также называют магистралью . Это часто используется для описания основных сетевых подключений, составляющих Интернет. Автобусные сети относительно недороги и просты в установке для небольших сетей. В системах Ethernet используется топология шины.

Главное преимущество: Компьютер или устройство легко подключить, и обычно для этого требуется меньше кабеля, чем при топологии «звезда».
Основной недостаток: Вся сеть отключается при обрыве основного провода, и может быть трудно определить проблему, если сеть отключается.

4. Кольцевая топология

Кольцевая топология: Локальная сеть (LAN) с кольцевой топологией. То есть все узлы соединены в замкнутый контур. Сообщения перемещаются по кольцу, и каждый узел читает адресованные ему сообщения.
Основное преимущество: Одно из основных преимуществ кольцевой сети состоит в том, что она может охватывать большие расстояния, чем другие типы сетей, например, шинные сети, поскольку каждый узел регенерирует сообщения по мере прохождения через него.

5. Топология дерева

Древовидная топология: Это «гибридная» топология, сочетающая характеристики топологий линейной шины и звезды. В древовидной сети группы сетей с конфигурацией «звезда» подключаются к магистральному кабелю линейной шины.

Основное преимущество: Древовидная топология - хороший выбор для больших компьютерных сетей, поскольку древовидная топология «делит» всю сеть на части, которыми легче управлять.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *