Zarządzanie infrastrukturą sieciową Modele funkcjonowania sieci

Transkrypt

1 W miarę rozwoju sieci komputerowych pojawiały się różne rozwiązania organizujące elementy w sieć komputerową. W celu zapewnienia kompatybilności rozwiązań różnych producentów oraz opartych na różnych platformach sprzętowych i programowych opracowano modele funkcjonowania sieci komputerowych. Modele te podzieliły jedno duże zadanie mające umożliwiać wzajemną komunikację w sieci na szereg podzadań i funkcji, które muszą być zrealizowane aby taka komunikacja była możliwa. Modele referencyjne dzielą procesy zachodzące podczas sesji komunikacyjnej na warstwy funkcjonalne, które zorganizowane są według naturalnej sekwencji zdarzeń zachodzących podczas wymiany danych pomiędzy urządzeniami. Istnieją dwa podstawowe modele: model referencyjny Połączonych Systemów Otwartych (Open System Interconnection OSI) opracowany przez organizację standaryzującą ISO nazwany modelem ISO OSI oraz model opracowany przez Amerykański Departament Obrony (Department of Defense DoD) zwany również modelem TCP/IP gdyż bazuje on w opisie na funkcjonującym w momencie jego powstawania stosie protokołów TCP/IP.. Model OSI (Open System Interconnection) to standard zdefiniowany przez ISO oraz ITU-T, opisujący strukturę komunikacji sieciowej. Jest traktowany jako model odniesienia (wzorzec) dla większości rodzin protokołów komunikacyjnych. Podstawowym założeniem modelu jest podział systemów sieciowych na 7 warstw współpracujących ze sobą w ściśle określony sposób. Te warstwy to: - warstwa fizyczna - warstwa łącza danych - warstwa sieci - warstwa transportu - warstwa sesji - warstwa prezentacji - warstwa aplikacji

2 Każda z tych warstw odpowiedzialna jest za wykonanie określonych dla niej funkcji, które są zrealizowane przez urządzenia lub protokoły do niej przypisane. Np. warstwa fizyczna odpowiedzialna jest za definiowanie składników sieci niezbędnych do obsługi elektrycznego, optycznego, radiowego wysyłania i odbierania sygnałów, opisuje mechanizmy potrzebne do obsługi transmisji danych, takie jak techniki sygnalizacyjne, napięcie prądu elektrycznego przenoszącego sygnał, rodzaje nośników i odpowiadające im właściwości impedancji, elektroniczne składniki kart sieciowych, a nawet fizyczny kształt złącza używanego do terminacji nośnika. Warstwa łącza danych opisuje adresowanie fizyczne elementów sieci, metody dostępu do medium komunikacyjnego, zajmuje się ona pakowaniem danych w ramki i wysyłaniem do warstwy fizycznej. Warstwa sieci wprowadza adresowanie logiczne oraz określa zasady wyznaczania trasy pakietu do celu. Warstwa transportowa pozwala na identyfikacją aplikacji, które mają się ze sobą komunikować, pozwalając na zdefiniowanie nie tylko, które komputery mają się ze sobą komunikować (za co dopowiada warstwa sieci), ale również pomiędzy którymi aplikacjami odbywa się wymiana danych. Warstwa sesji definiuje jak aplikacje rozpoczynają, kontrolują i kończą konwersację. Warstwa prezentacji gwarantuje że informacja wygenerowana w systemie wysyłającym zostanie odczytana i poprawnie zinterpretowana w systemie odpierającym, odpowiada za kodowanie i kompresję danych. Warstwa aplikacji dostarcza usług dla aplikacji użytkownika. Drugim modelem opisującym zasady działania sieci to model Amerykańskiego Departamentu Obrony (DoD). Jego cel jest analogiczny jak modelu OSI, czyli podział całego zagadnienia komunikacji sieciowej na szereg współpracujących ze sobą warstw, różnica polega jednak na sposobie podziału zadań na te warstwy. Wykład Zarządzanie infrastrukturą sieciową oparty będzie na modelu DoD. Zadania związane z projektowaniem sieci oraz zarządzaniem nią zostaną przedstawione według poszczególnych warstw tego modelu.

3 Model DoD składa się z czterech warstw: - warstwy dostępu do sieci, - warstwy intersieci, - warstwy transportu i - warstwy aplikacji. Przedstawimy teraz podstawowe zadania każdej z tych warstw. Warstwa dostępu do sieci: Definiuje elektryczne, mechaniczne, proceduralne specyfikacje dla aktywacji, utrzymania i deaktywacji fizycznego połączenia pomiędzy systemami oznacza to, że jego rolą jest transformacja bitów w elektromagnetyczny (lub równoważny) sygnał dla określonego medium transmisyjnego (kabel miedziany, światłowód, eter itp.). Określa fizyczne charakterystyki medium transmisyjnego takie jak np. poziomy napięcia, zmiany napięcia, możliwa przepustowość, maksymalny dystans dla transmisji, fizyczne konektory. Określa sposób dostępu do łącza. Adresuje elementy sieci poprzez adresy sprzętowe. Dostarcza kontroli przepływu bitów z poziomu fizycznego (CRC). Organizuje przesyłaną informację w ramki. Przykładowe technologie tej warstwy to: Ethernet, Token Ring, FDDI, Frame Relay. Rozwiązania tej warstwy z reguły nie wymagają zarządzania i administracji a jedynie wyboru odpowiedniej technologii w oparciu o takie kryteria jak: koszt instalacji łatwość instalacji prędkość transmisji poziom zanikania sygnału (rozmiar sieci) podatność na zakłócenia.

4 Warstwa intersieci: Dostarcza logicznego adresowania elementów sieci. Definiuje dostarczanie informacji pomiędzy hostami ( host-to-host delivery ). Wyznacza drogę przekazywania informacji do celu (routing). Dzieli i odbudowuje informacje w pakiety spełniające wymagania medium transmisyjnego. Przykładowe protokoły to: IP (w sieciach TCP/IP), IPX (IPX/SPX), AppleTalk. Projektowanie i zarządzanie siecią na tej warstwie dotyczyć będzie głownie: zaprojektowania spójnej adresacji logicznej elementów sieci wyboru i zarządzania protokołami routingu Warstwa transportu: Definiuje adresowanie procesów (aplikacji) zapewniając tzw. end-to-end delivery. Opcjonalnie zapewnia mechanizmy kontroli przesyłania danych np. poprzez mechanizm potwierdzeń, retransmisji. Przykładowe protokoły to: UDP, TCP (w sieci TCP/IP), SPX (IPX/SPX) Warstwa aplikacji: Dostarcza usług dla aplikacji użytkownika Najwyższy poziom, w którym pracują użyteczne dla człowieka aplikacje jak, np. serwer WWW czy przeglądarka internetowa. Obejmuje ona zestaw gotowych protokołów, które aplikacje wykorzystują do przesyłania różnego typu informacji w sieci. Przykładowe protokoły tej warstwy to: SMB, NCP, DNS, SMTP, TFTP, FTP, TELNET itp.

5 Trzy najniższe warstwy (dostępu do sieci, intersieci, transportu) są odpowiedzialne za komunikację niezależnie od tego jakiego typu usługi i zasoby są dostępne w sieci, natomiast rozwiązania warstwy aplikacyjnej związane są z typem działalności firmy/organizacji w której znajduje się sieć. Ze względu na ten sam cel przypisany do obu modeli, często dokonywane są próby ich porównania oraz mapowania ich warstw w oparciu o analizę przypisanych do nich zadań. Najlepsze odwzorowanie pokazane jest na poniższym rysunku: W dalszych wykładach w oparciu o przedstawiony tutaj model DoD przedstawione zostaną zasady projektowania sieci, wdrażania i testowania usług w sieci oraz zarządzania siecią. Zarządzanie siecią zostanie przedstawione w oparciu o takie zagadnienia jak: zarządzania awariami, zarządzanie konfiguracjami, zarządzanie rozliczaniem, zarządzanie wydajnością (uzgadnianie poziomów usług), zarządzanie bezpieczeństwem (identyfikacja zagrożeń, mechanizmy przeciwdziałania tym zagrożeniom).