Курс по основам компьютерных сетей на базе оборудования Cisco. Этот курс поможет вам подготовиться к экзаменам CCENT/CCNA, так как за его основу взят курс Cisco ICND1.

Привет, посетитель сайта ZametkiNaPolyah.ru! Продолжаем изучать основы работы компьютерных сетей, напомню, что эти записи основаны на программе Cisco ICND1 и помогут вам подготовиться к экзаменам CCENT/CCNA. В этой теме мы очень поверхностно разберемся с вами с основными характеристиками компьютерной сети. Поверхностно, потому что на самом деле, эта очень большая и долгая история, тянущая не на одну тему.

Помимо того что мы с вами выделим основные критерии, по которым разделяются компьютерные сети, мы еще и разделим эти критерии на две группы. Первая группа — это субъективные оценки качества работы компьютерной сети, вторая группа — это количественные и качественные характеристики компьютерной сети, еще мы посмотрим как характеристики могут делиться в зависимости от времени, а также разберемся с тем, что такое SLA.

Перед началом я хотел бы вам напомнить, что ознакомиться с опубликованными материалами первой части нашего курса можно по ссылке: «Основы взаимодействия в компьютерных сетях».

1.10.1 Введение

Разговор про сетевые характеристики и даже про основные характеристики компьютерной сети – это очень большая тема, мы затронем ее поверхностно, в противном случае, нам бы пришлось посвятить все свое время данному вопросу. Чтобы раскрыть для себя этот вопрос полностью, обратитесь к рекомендованной литературе, список я давал в одной из первых тем.

1.10.2 Основные характеристики компьютерной сети и их краткое описание

Начнем мы разговор с простых критериев, которые характеризуют компьютерную сеть, этими критериями можно пользоваться для сравнения компьютерных сетей разных типов и, основываясь на результатах этого сравнения, выбирать то или иное решение:

• скорость работы;
• стоимость (в деньгах);
• безопасность (как физическая, так и на уровне логики работы);
• доступность (в некоторых случаях важно, чтобы сеть работала в режиме 24/7);
• масштабируемость (насколько грамотно сеть спроектирована и можно ли ее безболезненно расширять);
• надежность (насколько качественны сетевые компоненты и как долго они прослужат);
• топология (какие логическая и физическая топологии используются в сети).

А теперь несколько более подробно про эти характеристики. Итак, первый наш выбранный критерий – это скорость. Скорость работы компьютерной сети определяет, насколько долго будут передаваться данные по сети, если вам не нравится термин скорость, вы можете использовать словосочетание пропускная способность компьютерной сети или же скорость передачи данных, это один из самых важных критериев компьютерной сети для конечного пользователя, так как никто не любит долго ждать.

Вторым критерием является стоимость компьютерной сети. Эта реальная стоимость компонентов компьютерной сети, а также их монтаж, установку и настройку. Не забывайте, что компьютерная сеть, как и любой другой сложный механизм, требует постоянного обслуживания, эти затраты также нужно учитывать. Работая сетевым инженером, вы всегда будете искать баланс между стоимостью и всеми другими пунктами нашего списка, пожалуй, этот критерий один из самых важных для заказчика, особенно, если заказчик не сильно понимает предметную область. Ладно, если вы только устроились, никто вам не даст такой возможности, будете либо бегать перезагружать роутеры или компьютеры, либо просить это сделать своих абонентов самостоятельно.

Третий критерий безопасность компьютерной сети. Этому критерию посвящена куча различных книг, если говорить о этой анти-хацкерской безопасности. Конечно, безопасность данных, передаваемых по сети – это очень важный момент, особенно, если вы банк, но не забывайте и о безопасности в физическом мире: вандалы могут совершить вандализм, жулики могут срезать вашу оптику, решив, что это медный кабель, есть еще конкуренты и даже не стоит забывать про банальные глупости в виде отсутствия специально подготовленных мест для установки сетевого оборудования.

Четвертая характеристика компьютерной сети – это ее доступность. Этот критерий показывает какое количество времени, скажем, в год, ваша сеть или какой-то ее участок были недоступны. Допустим, в прошлом году ваша сеть была недоступна 30 минут, из этих данных можно высчитать процент доступности сети за прошлый год (количество минут в году известно и равно 525600):

((525600-30)/525600)*100 = 99.99429

Такой вот процент доступности у нас получился. Факторы, которые влияют на доступность: наличие резервных линий связи, наличие резервного оборудования, защищенность по питания (наличие ИБП и генераторов), возможно, даже наличие двух и более независимых поставщиков электроэнергии и так далее. Сюда же можно отнести то, насколько хорошо и качественно задокументирована ваша компьютерная сеть, обладая хорошей документацией, вы в значительной мере сокращаете время на поиск, локализацию и устранения причины поломки на сети.

Пятая характеристика – это масштабируемость компьютерной сети. Этот критерий очень важен в том случае, если ваша сеть постоянно развивается и расширяется, если ваша сеть плохо масштабируемая, то при увеличении числа ее пользователей, вы навряд ли сможете удовлетворить все их потребности в должной мере. При правильном подходе этот критерий закладывается еще до того, как монтажник проложит первый сантиметр кабеля в офисе, но где вы видели правильный подход в реальном и жестоком мире?

Шестая характеристика у нас была названа надежностью. Надежность компьютерной сети целиком и полностью связана с ее компонентами и их безотказностью (ПК, коммутаторы, маршрутизаторы и даже линии передачи данных), все эти компоненты образуют компьютерную сеть и их характеристики влияют на ее надежность. Вместо надежности компьютерной сети вы иногда можете встретить словосочетание вероятность отказа или же среднее время между отказами (mean time between failures — MTBF). Если с устройствами все понятно, то как же со средой передачи данных. Простой пример не надежной среды: витая пара типа UTP для домашней или офисной прокладки не очень хорошо подходит для наружной прокладки, например, оплетка такой кабеля может легко лопнуть от мороза.

Или другой пример: антенны диапазона E-Band, это диапазон предполагают работу на частотах 71-76 ГГц и 81-86 ГГц, для сравнения ваш домашний роутер, скорее всего, работает в диапазоне 2.4 ГГц или 5 ГГц. Какая проблема у таких антенн? Дело все в том, что радиоволны, передаваемые между двумя антеннами в таком диапазоне, настолько короткие, что у вас могут возникнуть проблемы с передачей данных во время сильных осадков (будь то дождь или снег). Также важно не забывать, что у каждого устройства есть правила эксплуатации, которые никто не читает, поэтому, если зимой заглянуть в телекоммуникационный шкаф провайдера, то в нем иногда можно обнаружить лампочку накаливания, единственная цель которой – не дать оборудованию замерзнуть, тепла излучаемого этой лампочкой обычно достаточно. Также не стоит пренебрегать такими характеристиками как: напряжение питания, требуемая мощность, влажность помещения (при большой влажности есть риск окисления различных контактов, при низкой влажности есть риск накопления статических зарядов), запыленность помещения и многое другое.

Топология компьютерной сети – это наша последняя по списку характеристика. По поводу топологии компьютерной сети мы поговорим отдельно, сейчас нам важно выделить два вида топологий: физическая топология, которая описывает: как и где установлены физические компоненты компьютерной сети, а также чем и в каком порядке они соединены и логическая топология, которая помогает понять, как сеть работает. Мы уже реализовывали простую компьютерную сеть из двух участников, когда знакомились с интерфейсом Cisco Packet Tracer, ее топологию можно описать как точка-точка.

Нельзя однозначно выделить самый важный критерий или самую важную характеристику компьютерной сети, для каждой сети, в зависимости от ее предназначения, будут более важным тот или иной набор характеристик, приведенных здесь. Не забывайте, что компьютерные сети имеют разное назначение, мы об этом говорили, когда разбирались с видами сетевого взаимодействия (M2M, H2M, H2H).

1.10.3 Как оценить качество работы сети, субъективные оценки

Итак, мы выделили лишь основные характеристики компьютерной сети и дали их краткую характеристику, теперь давайте разберемся кто и как оценивает качество работы сети. И тут у нас опять дуализм: оценка может быть субъективной и основанной на личных ощущениях пользователя, а может быть более-менее объективной и основанной на определенных качественных и количественных характеристиках, которые можно измерить.

Начнем с субъективных оценок качества работы сети. Ваши пользователи не жалуются на скорость и не ждут по пол часа, пока передастся файл размером 1 мегабайт, наверное, ваша сеть работает быстро. Людочка пишет Галочки в корпоративном мессенджере «Мама мыла раму» и Галочка получает «Мама мыла раму», наверное, в вашей сети нет потерь. Ладно, немного утрируем. Но быстро и без потерь две субъективных характеристики, которые тесно связаны друг с другом: при больших потерях, скорее всего, быстро не получится и ваши подопечные начнут жаловаться.

Ютуб доступен вашему сторожу Вадику круглые сутки, и он всегда доволен? Тогда, наверное, ваша сеть работает в режиме 24 на 7. Главный бухгалтер Зинаида Петровна знает куда позвонить и ей точно скажут на какую кнопку нажать, чтобы та смогла отправить отчет – здорово, у вас хорошая тех. поддержка.

Вы легко можете подключать новых абонентов в пределах вашей сети? Даже если вы провайдер и вопрос стоит в том, чтобы подключить новый микрорайон? Или ваша компания настолько расширилась, что появилось два новых отдела? Если да, то ваша сеть достаточно гибкая.

Ваши пользователи работают не только быстро, но их данные еще и защищены от перехвата, а компьютеры от вирусов, а также ото всех этих зловредных Ютубов, Контактов, Фейсбуков и других опасностей? А может вы знаете, какой телефон присмотрел себе Игорек на Алишке, пока готовил месячный отчет или какого цвета нижнее белье выбрала себе Оксана на сайте Милавица, ведя деловую переписку с партнерами? Прекрасно, вы контролируете свою сеть!

Через вашу сеть можно не только передавать данные и выходить в Интернет, но еще и устраивать видео конференции и осуществлять голосовую связь в режиме онлайн? А ведь это дополнительный спектр услуг для ваших клиентов.
Все вышеописанное – это субъективные характеристики компьютерной сети, которые отражают пожелания конечных пользователей, либо ваших заказчиков, примерно таким образом ваш заказчик или клиент будет оценивать качество работы сети, если, конечно, у заказчика или клиента не будет специально обученного человека, который будет для оценки применять технические показатели.

1.10.4 Количественные характеристики компьютерной сети

Теперь давайте опишем некоторые количественные характеристики компьютерной сети. Дело всё в том, что провайдеру, как и IT-отделу крупной компании нужно каким-то образом находить общий язык со своими абонентами и понятно, что ни одна серьезная компания не будет считать субъективные оценки качества работы сети за показатель своей работы, это просто несерьезно, поэтому были выработаны и формализованы количественные оценки качества услуг передачи данных, мы их уже перечисляли сверху. Думаю, каждый из нас в той или иной степени сталкивался этими характеристиками, например, скорость передачи данных, которую предоставляет вам интернет-провайдер дома, пусть это будет 20 Мбит/c – это уже вполне конкретное число, которое достаточно точно описывает пропускную способность канала связи, которую предоставляет вам ваш поставщик услуг, это число можно проверить при помощи всевозможных сервисов в Интернете.

Теперь предлагаю выделит три наиболее важных характеристики для нас в рамках этого разговора:

• производительность;
• надежность;
• безопасность.

Это если мы будем рассматривать компьютерную сеть, как конечный потребитель услуги, то есть как клиент, но есть еще характеристики, которые являются значимыми для поставщика услуг, но для клиента они индифферентны.
Также стоит заметить, что характеристики компьютерной сети можно классифицировать в зависимости от времени, за которое эти характеристики определяются, здесь можно выделить следующие группы:

1. Долговременные характеристики. Эти характеристики закладываются на этапе планирования и проектирования сети передачи данных. Здесь выбираются производители и модели оборудования, которые будут использованы на сети, при этом нужно найти баланс между стоимостью оборудования и минимально допустимыми характеристиками сетевого оборудования, определяющие надежность и пропускную способность сети. Сюда же можно отнести типы соединительных линий между сетевыми устройствами и общую топологию сети. Почему эти характеристики долговременные? Да потому что глобальная модернизация достаточно большой сети передачи данных – это очень трудоемкое дело, как по времени, так и по финансам, поэтому заложенные на этапе планирования технические решения будут очень долго влиять на всю вашу инфраструктуру в целом.
2. Среднесрочные характеристики. Сперва обозначим промежуток времени, на котором действуют эти характеристики: от нескольких секунд до нескольких дней. Простой пример: представьте, что вы небольшой провайдер, предоставляющий услуги доступа в Интернет в частном секторе, для этого вы покупаете у большого провайдера канал с пропускной способностью 500 Мбит/c, а затем делите его и продаете своим клиентам, при всем при этом это не означает, что 500 Мбит/c, взятых у большого провайдера, можно будет продать пяти абонентам, которые хотят иметь канал доступа в Интернет со скоростью 500 Мбит/c, все дело в том, что ни один клиент не будет утилизировать свой канал всегда на все 100%, но у вас будет такой критичный промежуток времени как ЧНН (час наибольшей нагрузки), хотя это не час, а скорее два или три часа, где-то между 19:00 и 22:00, когда ваши клиенты возвращаются домой с работы и хотят выйти в Интернет или посмотреть IPTV. И вот этот самый ЧНН будет как раз-таки влиять на то, какую скорость вы будете покупать у большого провайдера и как раз комбинацию пропускной способности вашего канала + нагрузка в ЧНН можно отнести к среднесрочным характеристикам.
3. Краткосрочные характеристики. Эти характеристики показывают насколько быстро ваши сетевые железки умеют обрабатывать кадры и пакеты, здесь счет идет даже не на секунды, а на мили и микросекунды. Например, у любого коммутатора на портах есть входные и выходные буферы и то время, за которое Ethernet-кадр попадает из входного буфера одного порта на выходной буфер другого порта коммутатора можно отнести к краткосрочным характеристикам.

При взаимодействии между провайдером и конечным потребителем услуги не стоит забывать и о юридической стороне вопроса, обычно такое взаимодействие регулируется договором, договор заключается всегда, но договор договору рознь, в вашем договоре может быть написано что-нибудь типа: «предоставления услуг доступа в Интернет», и больше ничего, для вас такой договор не очень выгоден, так как он никак не описывает качественные характеристики покупаемой вами услугой. Куда интереснее, если договор является соглашение об уровне обслуживания (Service Level Agreement или SLA), грамотно составленный SLA снимет множество вопрос, которые могут возникнуть при взаимодействии между провайдером и клиентом.

1.10.5 Выводы

Данная тема получается не очень информативной и полезной, и, честно говоря, раскрыта не полностью, поэтому, если информации недостаточно, обратитесь к книге «Компьютерная сеть» за авторством супругов Олифер, там вы найдете целый раздел, в котором подробно описываются количественные и качественные характеристики компьютерной сети, также там есть примеры и формулы, позволяющие рассчитать эти характеристики.

Но в любом случае здесь мы с вами выделили несколько важных пунктов, которые позволяют вам описать характеристики компьютерной сети, как с точки зрения инженера, так и с точки зрения заказчика и простых пользователей. Вам важно понимать, что есть характеристики, которые чисто субъективны и складываются из ощущений пользователей компьютерной сети, а есть характеристики объективные, которые были выработаны инженерами.