Міжмережева взаємодія. Основні підходи до організації міжмережевої взаємодії

1. Міжмережева взаємодія

Тільки невелика кількість мереж володіє однорідністю (гомогенністю) програмного і апаратного забезпечення. Однорідними частіше за все є мережі, які складаються з невеликої кількості компонентів від одного виробника.

Нормою сьогоднішнього дня є неоднорідні (гетерогенні) мережі, що складаються з різнотипних робочих станцій, операційних систем і додатків, в яких для реалізації взаємодії між комп'ютерами використовуються різні концентратори, комутатори і маршрутизатори.

Одній з причин неоднорідності служить еволюційний характер розвитку будь-якої великої мережі. Мережа, як правило, не будується з нуля і не з'являється в одну мить. Оскільки життя не стоїть на місці, за час існування мережі з'являються привабливі технологічні новини, і творці мережі вимушені вносити в неї зміни, які, можливо, зажадають рішення задачі узгодження нових технологій з вже наявними старими.

неоднорідність — це також природне слідство того, що люди, відповідальні за функціонування мережі, прагнуть вибрати програмні і апаратні засоби, які найкращим чином відповідають поставленим цілям. Часто виявляється, що засіб, який добре підходить для вирішення однієї задачі, зовсім необов'язково також добре працює при рішенні іншої задачі. Тому і з'являються в мережі комунікаційне устаткування різних технологій і різних виробників, сегменти Ethernet є сусідами з сегментами ATM, а сервери працюють під управлінням Windows 2000, Solaris або NetWare.

Звідси слідує важлива вимога, що пред'являється до сучасних мережним ОС, — здібність до інтеграції з іншими ОС.

1.1. Основні підходи до організації міжмережевої взаємодії

На перший погляд вираз «організація міжмережевої взаємодії» може показатися парадоксальним. Дійсно, якщо мережі взаємодіють, значить, їх комп'ютери зв'язані між собою і, отже, вони всі разом утворюють мережу. Тоді що ж розуміється під мережами, взаємодію яких треба організувати? Чи розуміється під цим сукупність комп'ютерів, які працюють під управлінням однієї мережної операційної системи, наприклад Windows NT або NetWare? Або це ті комп'ютери, які зв'язані між собою засобами однієї і тієї ж базової мережної технології, такий як, наприклад, Ethernet або Token Ring? І нарешті, можливо, тут маються на увазі мережі в термінах протоколу мережного рівня, тобто частини великої мережі, розділені між собою маршрутизаторами?

Ні то, ні інше, ні третє. В контексті міжмережевої взаємодії під терміном «мережа» розуміється сукупність комп'ютерів, що спілкуються один з одним за допомогою єдиного стека протоколів. Засоби взаємодії комп'ютерів в мережі організовані у вигляді багаторівневої структури — стека протоколів. В однорідній мережі всі комп'ютери використовують один і той же стек. Проблема виникає тоді, коли вимагається організувати взаємодію комп'ютерів, що належать різним мережам у вказаному вище значенні, тобто організувати взаємодію комп'ютерів, на яких підтримуються відмінні стеки комунікаційних протоколів.

Проблема міжмережевої взаємодії може мати різні зовнішні прояви, але суть її одна — неспівпадання комунікаційних протоколів, що використовуються. Наприклад, ця проблема виникає в мережі, в якій є тільки одна мережна ОС, проте транспортна підсистема неоднорідна через те, що мережа включає фрагменти Ethernet, з'єднані кільцем FDDI. Тут як взаємодіючі мережі виступають групи комп'ютерів, що працюють по різних протоколах канального і фізичного рівня, наприклад мережа Ethernet, мережа FDDI.

Рівним чином проблема міжмережевої взаємодії може виникнути в мережі, побудованій винятково на основі технології Ethernet, але в якій встановлено декількох різних мережних ОС. В цьому випадку всі комп'ютери і всі додатки використовують для транспортування повідомлень один і той же набір протоколів, але взаємодія клієнтських і серверних частин мережних служб здійснюється по різних протоколах прикладного рівня. В цьому випадку комп'ютери можуть бути віднесені до різних мереж, якщо у них розрізняються протоколи прикладного рівня, наприклад комп'ютери, що використовують для доступу до файлів протокол 8MB, утворюють мережу Windows NT, а комп'ютери, що використовують для доступу до файлів протокол NCP, — мережа NetWare. Звичайно, ці мережі можуть співіснувати незалежно, передаючи дані через загальні транспортні засоби, але не надаючи користувачам можливості спільно використовувати ресурси. Проте якщо буде потрібно забезпечити доступ до даних файлового серверу Windows NT для клієнтів NetWare, адміністратор мережі зіткнеться з необхідністю узгодження мережних служб.

Задачі усунення неоднорідності мають деяку специфіку і навіть різні назви залежно від того, до якого рівня моделі OSI вони відносяться. Задача об'єднання транспортних підсистем, що відповідають тільки за передачу повідомлень, звичайно називається internetworking — утворення інтермереж. Класичним підходом для її вирішення є використовування єдиного мережного протоколу, такого, наприклад, як IP або IPX. Проте існують ситуації, коли цей підхід незастосовний або небажаний, і вони будуть розглянуті нижче.

Інша задача, звана interoperability, виникає при об'єднанні мереж, що використовують різні протоколи більш високих рівнів — в основному прикладного і представницького. Називатимемо це задачею узгодження мережних служб операційних систем, оскільки протоколи прикладного і представницького рівнів реалізуються саме цими мережними компонентами.

Кардинальним рішенням проблеми міжмережевої взаємодії могло б стати повсюдне використовування єдиного стека протоколів. І така спроба введення єдиного стека комунікаційних протоколів була зроблена в 1990 році урядом США, який обнародував програму GOSIP — Government OSI Profile, відповідно до якої стек протоколів OSI передбачалося зробити загальним для всіх мереж, встановлюваних в урядових організаціях США. Проте масового переходу на стек OSI не відбулося. Тим часом у зв'язку з швидким зростанням популярності Інтернету стандартом де-факто стає стек протоколів TCP/IP. Але це поки не означає, що інші стеки протоколів повністю витісняються протоколами TCP/IP. Як і раніше дуже багато мережних вузлів підтримує протоколи IPX/SPX, DECnet, IBM SNA, NetBEUI, так що до єдиного стека протоколів ще далеко.

Найзагальнішими підходами до узгодження протоколів є:

·    трансляція;