32
оборудование ре должно иметь в ре комплекте специальные ре крепежные
элементы для ре монтажа в ре 19-ти дюймовые ре шкафы.
Устанавливаемое ре оборудование должно ре обладать следующими
ре характеристиками:
- ре расширяемостью;
- ре безопасностью;
- ре простотой создания ре сетей VPN;
- ре гибкостью адресации;
- ре соответствовать стандартам;
- ре гибкостью сетевой ре структуры;
- ре консолидацией (объединение ре разных типов ре данных);
- ре функцией перераспределения ре потоков;
- ре поддержкой централизованного ре обслуживания;
- ре возможностью модернизации и ре модификацией сети;
- ре поддержкой централизованного ре управления.
1) Расширяемость.
Необходимо ре для быстроты ре решения проблемы, ре связанной с
ре расширением сети. С ре помощью коммутации по ре меткам MPLS ре имеется
ре возможность создавать в ре одной и той же ре сети несколько VPN ре каналов.
Структуры VPN ре на базе ре технологии MPLS ре используют паритетную
ре модель и ре структуру сетевого ре уровня не ре требующего установления
ре соединения для ре организации VPN-сети ре с большой ре масштрабироемостью.
Данная ре модель требует, ре чтобы устройство ре клиента имело ре одноранговую
связь ре только с ре одним граничным ре устройством поставщика ре услуг (Provider
ре Edge router ре – PE-router), ре а не со ре всеми маршрутизаторами в ре сети MPLS.
ре Технология без ре установления сессии ре позволяет организовывать VPN ре сети
на ре сетевом уровне, тем ре самым устранив ре необходимость в ре туннелях или
ре виртуальных каналах ( VC).
33
2) Безопасность.
Так ре же необходимо ре чтобы данные ре устройства поддерживали
ре должный уровень ре безопасности. VPN-сети ре технологии MPLS
ре обеспечивают аналогичный ре уровень безопасности, как и ре виртуальные сети
с ре установлением соединения. ре Пакеты одной VPN-сети ре не могут
ре пересекаться с ре пакетами другой ре сети VPN, ре поскольку безопасность
ре обеспечивается на ре магистральной сети ре провайдера, где ре пакеты,
полученные от ре клиента, отправляются в ре нужную виртуальную ре сеть. В
ре глобальной сети ре данные разных VPN-сетей ре перемешаются параллельно.
ре Захватить данный ре трафик практически ре невозможен, так как IP-пакеты
ре клиента должны ре быть присланы на ре конкретный интерфейс или
ре подинтерфейс, где они ре однозначно идентифицируются с ре помощью VPN-
метки.
3) Простота ре создания сети VPN.
Простота ре создании виртуальной ре сети должна ре заключаться в ре том, что
при ре организации виртуальных ре сетей не ре требуется специальных ре таблиц
преобразований для ре соединений «точка-точка» или ре дополнительных
топологий. Для ре создания закрытых ре групп клиентов к ре внутренним и
ре внешним сетям ре могут быть ре добавлены новые ре устройств. При ре таком
управлении VPN-сетями ре узел может ре находиться в ре нескольких VPN-сетях,
ре что предоставляет ре максимальную гибкость при ре построении
инфраструктуры. ре Функции MPLS ре выполняются в ре сети магистральной ре сети
поставщика, а в ре настройки оборудования ре клиента как ре правило нет
ре необходимости или она ре близка к ре нулю. Сеть ре MPLS прозрачна для
ре устройств клиента и не ре требует на ре этих устройствах ре конфигурации MPLS.
4) Гибкая ре адресация.
Для ре того чтобы ре сделать виртуальную ре частную сеть ре более гибкой,
ре клиенты провайдера ре имеют возможность ре использовать собственную
ре адресную структуру, ре которая не ре зависит от ре адресного пространства ре других
34
клиентов ре этого поставщика ре услуг. Многие ре клиенты используют
ре собственную систему IP-адресации. ре VPN ре на основе ре технологии MPLS ре
предоставляет ре возможность использовать ре текущую IP-адресацию ре не
прибегая к ре использованию технологии NAT ре и адреса – как ре частные
внутренние, так и ре открытые внешние. ре Использование службы ре трансляции
NAT ре становится необходим ре только в том ре случае, когда ре двум VPN-сетям ре с
пересекающимися ре адресными пространствами ре требуется установить ре связь.
Эта ре служба дает ре возможность использовать ре собственные
незарегистрированные ре частные адреса и ре свободно осуществлять ре связь
через ре открытую IP-сеть.
5) Соответствие ре стандартам.
Коммутация ре MPLS ре должна ре быть использована ре всеми разработчиками
для ре обеспечения взаимодействия ре между сетями, ре содержащими устройства
ре различных вендоров ре сетевого оборудования.
6) Гибкость ре сетевой структуры
Программное ре обеспечение Cisco IOS в ре сочетании с
ре маршрутизаторами и ре коммутаторами Cisco ре позволяет поставщиках ре услуг
легко ре организовывать межсетевые ре соединения с ре другими провайдерами
для ре организации магистрального ре распространения технологии IP на
ре нужные сети.
7) Сквозные ре службы задания ре приоритетов.
Механизмы ре качества обслуживания ре необходимы для ре обеспечения
клиентам ре требуемое качество ре коммуникаций на ре всем протяжении
ре маршрута, а ре поставщикам услуг ре позволяют гарантировать ре выполнение
условий ре соглашений об ре уровне обслуживания. ре Технология MPLS ре
поддерживает ре QoS ре и его ре распространение на ре многочисленные технологии.
8) Объединение ре различных типов ре данных.
35
Объединение ре в одном ре потоке (консолидация) ре обычных цифровых
ре данных, голоса и ре видео позволяет ре провайдерам уменьшить ре капитальные
расходы и ре затраты на ре поддержание работы ре сети.
9) Перераспределение ре потоков.
Маршрутизация ре с перераспределением ре потоков и ре резервированием
ресурсов, ре наряду с ре использованием расширений ре протокола RSVP
ре позволяет поставщикам ре услуг в ре большей степени ре использовать сетевые
ре ресурсы и ре добиться оптимальной ре работы сети. ре Маршрутизация позволяет
ре провайдеру применить ре наиболее оптимальные ре маршруты и ре принудительно
передавать по ним ре трафик, что ре заменяет традиционные ре методы IP-
маршрутизации ре и предоставляет ре пользователю механизмы ре защиты и
ре быстрого восстановления ре работы сети в ре случае отказа ре устройств. При ре этом
достигается ре оптимизация работы ре недостаточно загруженных ре каналов и
ре более эффективная ре маршрутизация.
10) Централизованное ре обслуживание.
ре Построение ре VPN-сетей на 3-м ре уровне дает ре возможность целевым
ре образом давать ре нужные службы ре группам пользователей ре данной VPN.
ре VPN-сеть должна ре давать провайдерам не ре только механизм ре частного
подключения ре пользователей к ре intranet-службам, но и ре снабдить способом
ре гибкого предоставления ре дополнительных служб ре отдельным
пользователям. К ре тому же ре вопросы расширяемости ре исключительно
важны, так как ре пользователи хотят ре применять службы ре частным образом в
ре своих внешних и ре внутренних сетях ре (intranet и ре extranet). Так как ре среды
MPLS ре исследуются как ре частные внутренние ре сети, новые ре IP-службы могут
ре быть применены для ре следующих целей:
- ре для многоадресной ре рассылки;
- ре для обеспечения ре качества обслуживания;
- ре для поддержки ре телефонной связи ре между сетями VPN;
- ре для централизованных ре служб внутри ре сред VPN;
36
- ре для соединения «всех-со-всеми».
11) Модернизация ре и модификация ре сети.
Размещение ре службы VPN ре требует ясного ре плана модификации ре сети.
VPN-сети ре MPLS ре уникальны, поскольку их ре можно построить на ре базе
нескольких ре сетевых структур, ре включая IP, ре ATM, ре Frame ре Relay ре и гибридные
ре сети. Модернизация ре сети для ре конечного пользователя не ре требует
поддержки ре служб MPLS, ре а во ре внутренней сети ре пользователя не ре требует
никаких ре модификаций.
2.3. ре Проектирование физической и ре логической топологии ре сети
Все ре устройства в ре сети соединены ре линиями связи. ре Геометрическое
расположение ре линий связи ре относительно узлов ре сети и ре физическое
подключение ре узлов к ре сети называется физической ре топологией.В
зависимости от ре топологии различают ре сети: шинной, ре кольцевой, звездной,
ре иерархической и ре произвольной структуры.
Имеется ре две разновидности ре топологий: физическая и ре логическая.
Логическая и ре физическая топологии ре сети независимы ре друг от ре друга.
Физическая ре топология - это ре физическое соединение ре устройств, длина
ре линии и ре т.д., а ре логическая топология ре определяет направления ре потоков
данных ре между узлами ре сети, способы ре передачи данных, IP-адресацию.
В ре настоящее время в ре локальных сетях ре используются следующие
ре физические топологии:
топология ре "шина" (bus);
топология ре “звезда” (star);
топология ре “кольцо” (ring);
Для ре организации сети с ре шинной топологией ре [рисунок 9] ре чаше всего
ре используется коаксиальный ре кабель для ре осуществления передачи ре данных,
на ре концах которого ре устанавливаются оконечные ре сопротивления
(терминаторы). ре Каждое устройство ре подсоединяется к ре данному кабелю,
37
ре используя Т-разъем (Т - ре коннектор). Трафик от ре отправляющего устройства
ре сети передаются, в ре данной топологии, в обе ре стороны, затем ре отражаются от
ре оконечных терминаторов. ре Терминаторы предотвращают ре отражение
сигналов, ре т.е. используются для ре гашения сигналов, ре которые достигают
ре концов канала ре передачи данных.
Таким ре образом, трафик ре поступает на все ре устройства, но ре принимает
его ре только тот ре узел, которому он ре предназначен. В ре топологии логическая
ре шина среда ре передачи данных ре используются совместно и ре одновременно
всеми ре узлами сети, а ре сигналы от ре узлов передаются ре одновременно во все
ре направления по ре среде передачи. В ре данной топологии ре используется
широковещательный тип ре трафика, что ре означает, что ре сигналы
распространяются ре одновременно во все ре направления, то ре логическая
топология ре данной локальной ре сети является ре логической шиной.
Рисунок ре 9 - ре Топология «шина»
Данная ре топология применялась в ре локальных сетях с ре архитектурой
Ethernet ре (классы 10Base-5 и ре 10Base-2 для ре толстого и ре тонкого коаксиального
ре кабеля соответственно). В ре настоящее время ре практически не ре используется.
В ре сети, построенной по ре топологии типа ре “звезда” [рисунок 10]
ре каждый узел ре подключается кабелем ре (витой парой) к ре коммутатору или
ре концеетратору (хабу). Коммутатор ре организовывает параллельное
ре соединение устройств и, ре таким образом, все ре узлы, подключенные к ре сети,
могут ре передавать данные ре друг другу.
38
Рисунок ре 10 - ре Топология «звезда»
Трафик ре от узла ре отправителя передается ре через коммутатор по ре всем
каналам ре связи. Данные ре поступают на все ре рабочие станции, но
ре принимаются только ре теми узлами, ре которым он ре предназначен (на ре основании
MAC-адреса). ре
Данная ре топология применяется в ре современных сетях и ре работает на
ре скорости 10/100/1000/10000 ре Мбит/сек.
Преимущества ре сетей топологии ре звезда:
имеется ре возможность подключать ре новые узлы;
возможно ре организовать централизованного ре управления;
сеть ре невосприимчива к ре неисправностям оконечных ре узлов и к
ре разрывам физических ре соединений на ре них.
Недостатки ре сетей топологии ре звезда:
отказ ре коммутатора приостанавливает ре работу всей ре сети;
большой ре расход кабеля.
В ре сети с ре топологией кольцо все ре узлы соединены ре каналами связи в
ре неразрывное кольцо, по ре которому передается ре трафик. Выход ре одного
устройства ре соединяется со ре входом другого ре устройства. Начав ре движение из
ре одной точки, ре данные, в ре конечном счете, ре попадают на его ре начало. Данные в
ре кольце всегда ре движутся в ре одном и том же ре направлении.
39
Сеть ре кольцевой топологии ре использует в ре качестве каналов ре связи
замкнутое ре кольцо из ре приема-передатчиков, соединенных ре коаксиальным
или ре оптическим кабелем. В ре сетях с ре кольцевой конфигурацией ре данные
передаются от ре одного компьютера к ре другому, как ре правило, в ре одном
направлении. ре Если компьютер ре распознает данные как ре "свои", то он
ре копирует их ре себе во ре внутренний буфер. В ре сети с ре кольцевой топологией
ре необходимо принимать ре специальные меры, ре чтобы в ре случае выхода из ре строя
или ре отключения какой-либо ре станции не ре прервался канал ре связи между
ре остальными станциями. ре Кольцо представляет ре собой очень ре удобную
конфигурацию для ре организации обратной ре связи - ре данные, сделав ре полный
оборот, ре возвращаются к ре узлу-источнику. Поэтому ре этот узел ре может
контролировать ре процесс доставки ре данных адресату. ре Часто это ре свойство
кольца ре используется для ре тестирования связности ре сети и ре поиска узла,
ре работающего некорректно. Для ре этого в ре сеть посылаются ре специальные
тестовые ре сообщения
Принимающая ре рабочая станция ре распознает и ре получает только
ре адресованное ей ре сообщение. В ре сети с ре топологией типа ре физическое кольцо
ре используется маркерный ре доступ, который ре предоставляет станции ре право на
ре использование кольца в ре определенном порядке. ре Логическая топология
ре данной сети - ре логическое кольцо[10].
К ре основному недостатку ре сетей топологии ре кольцо является то, что
ре повреждение линии ре связи в ре одном месте или ре отказ устройства ре приводит к
ре неработоспособности всей ре сети.
Как ре правило, в ре чистом виде ре топология “кольцо” не ре применяется из-за
ре своей ненадёжности, ре поэтому на ре практике применяются ре различные
модификации ре кольцевой топологии.
Для ре реализации VPN ре канала на ре участке Зеленоград-Тверь ре было
выбрано ре следующее адресное ре пространство:
40
1) На ре Router_MPLS1. ре Интерфейс Gi1 ре – 10.0.2.1/24, ре интерфейс Gi2 ре –
10.0.1.1/24, ре интерфейс Gi3 ре – 172.16.0.1/24, ре интерфейс Loopback ре 0
– ре 1.1.1.1/32.
2) На ре Router_MPLS2. ре Интерфейс Gi1 ре – 10.0.3.2/24, ре интерфейс Gi2 ре –
10.0.1.2/24, ре интерфейс Loopback ре 0 – ре 2.2.2.2/32.
3) На ре Router_MPLS3. ре Интерфейс Gi1 ре – 10.0.2.3/24, ре интерфейс Gi2 ре –
10.0.4.3/24, ре интерфейс Loopback ре 0 – ре 3.3.3.3/24.
4) На ре Router_MPLS4. ре Интерфейс Gi1 ре – 10.0.3.4/24, ре интерфейс Gi2 ре –
10.0.5.4/24, ре интерфейс Loopback ре 0 – ре 4.4.4.4/32.
5) На ре Router_MPLS5. ре Интерфейс Gi1 ре – 10.0.6.5/24, ре интерфейс Gi2 ре –
10.0.4.5/24, ре интерфейс Loopback ре 0 – ре 5.5.5.5/32.
6) На ре Router_MPLS6. ре Интерфейс Gi1 ре – 10.0.8.6/24, ре интерфейс Gi2 ре –
10.0.5.6/24, ре интерфейс Loopback ре 0 – ре 6.6.6.6/32.
7) На ре Router_MPLS7. ре Интерфейс Gi1 ре – 10.0.6.7/24, ре интерфейс Gi2 ре –
10.0.7.7/24, ре интерфейс Loopback ре 0 – ре 7.7.7.7/32.
8) На ре Router_MPLS8. ре Интерфейс Gi1 ре – 10.0.8.8/24, ре интерфейс Gi2 ре –
10.0.7.8/24, ре интерфейс Gi3 ре – 172.16.1.8/24, ре интерфейс Loopback ре 0
– ре 8.8.8.8/32.
При ре проектировании логической ре топологии сети ре [рисунок 11] ре было
принято ре решение использовать ре протокол OSPF ре – это ре протокол
динамической ре маршрутизации, который ре основается на ре технологии
отслеживания ре состояния каналов ре (link-state technology) и ре используется для
ре выбора наиболее ре оптимального пути ре маршрутизации с ре помощью
Алгоритма ре Дейкстры (Dijkstra's ре algorithm).
Протокол ре OSPF пришел на ре замену протоколу RIP в ре качестве
внутреннего ре протокола маршрутизации. По ре своей сути, ре OSPF представляет
ре собой протокол ре состояния маршрута (в ре качестве метрики ре используется
стоимость ре интерфейса). Каждый ре маршрутизатор содержит ре базу о
ре состоянии всех ре интерфейсов всех ре маршрутизаторов автономной ре системы.
41
Протокол ре OSPF распространяет ре информацию о ре доступных маршрутах
ре между маршрутизаторами ре одной автономной ре системы. Благодаря
ре распространению маршрутной ре информации и ре возможности выбора
ре наилучшего маршрута в ре данном случае мы ре используем
модифицированную ре версию топологии «кольцо», где ре данные могут
ре передаваться как по ре левому «плечу», так и по ре правому [13].
Рисунок ре 11 - ре Логическая топология ре сети провайдера
OSPF ре предлагает решение ре следующих задач:
· ре Увеличение скорости ре сходимости (в ре сравнении с ре протоколом RIP2,
ре т.к. нет ре необходимости выжидания ре многократных таймаутов по ре 30с);
· ре Поддержка сетевых ре масок переменной ре длины (VLSM);
·Достижимость ре сети (быстро ре обнаруживаются отказавшие
ре маршрутизаторы, и ре топология сети ре изменяется соответствующим
ре образом);
· ре Оптимальное использование ре пропускной способности ре (т.к. строится
ре минимальный основной ре граф по ре алгоритму Дейкстры);
· ре Метод выбора ре пути.
При ре проектировании физической ре топологии [рисунок 12] ре сети было
ре принято решение ре использовать оптоволоконный ре кабель. В ре отличии от
ре традиционного кабеля, в ре оптоволоконном кабеле ре сигнал не ре пропадает и не
ре становится слабее, а ре большая пропускная ре способность делает ре возможным
передавать ре огромное количество ре информации за ре одну единицу ре времени.