Анализ компьютерных сетей

Компьютерная сеть содержит несколько компьютеров, объединенных в одну сеть по территориальному признаку. Они находятся в одной комнате, в одном или нескольких рядом расположенных зданиях. Локальные сети служат для обмена информацией между участниками и упрощения использования общих ресурсов – принтеров, модемов, дисковых накопителей.

В большинстве своем это локальные компьютерные сети, расположенные в одном здании, которые базируются на модели клиент/сервер. Соединение включает два компьютера и путь между ними. Компьютер клиента посылает запрос на сервер для получения информации или услуги. Сервер отвечает на запрос клиента.

При этом функционал клиента или сервера может переходить от одного компьютера к другому. Создавая локальную компьютерную сеть, нужно выбрать оборудование и программное обеспечение.

Анализ существующей сети

Компьютерная сеть на современном этапе входит в каждую бизнес-структуру. Компьютерная сеть предприятия  - одна из ее частей, состав которой дополняет общую архитектуру. Сетевая архитектура включает в себя топологию, способы доступов, стандарты. Топология выбирается в связи с планировкой помещения и техническими требованиями заказчика. Наиболее распространенной и в то же время производительной структурой является топология типа «звезда», при которой все компьютеры, включая сервер, подключаются к центральному коммутатору отдельным кабелем. Такая топология имеет свои плюсы и минусы:

• С одной стороны, обеспечивается локализация сбоев, вызванных повреждением сетевого кабеля или техническими проблемами на том или другом компьютере. То есть такие сбои оказывают влияние только на локальные сегменты, в которых они расположены.
• С другой стороны – повышаются требования к центральному элементу (ядру сети) и это создает единую точку отказа, выход из строя которой фактически блокирует всю сеть.

Поэтому при создании сети большое значение имеет грамотное проектирование всех ее узлов с учетом требований по доступности и отказоустойчивости.

Описание компьютерной сети

Важной характеристикой сети являются методы доступа рабочей станции к сетевым ресурсам и способы обмена данными между компьютерами.

Метод, при помощи которого все компьютеры имеют равный доступ в сеть, называется CSMA/CD. Перед началом передачи информации на рабочей станции производится определение доступности канала. После передачи – успешность получения. В случае неудачи производится повторная передача, при необходимости несколько раз, пока информация не дойдет до адресата.

Компьютерная сеть предприятия использует Ethernet, сетевую архитектуру, в 70х годах 20 столетия разработанную компаний Xerox. Впоследствии проект поддержали компании Intel и DEC. В 1999 году появилась поддержка передачи по витой паре.

Мониторинг и анализ локальных сетей

Для поддержки работоспособности локальной сети необходим постоянный контроль. Это важный этап управления сетью, который часто отделяют от собственно управления и производят автономными средствами. Контроль состоит из двух частей – мониторинга и анализа.

Во время мониторинга собираются первичные данные, которые включают количество кадров и пакетов протоколов, состояние портов коммутаторов, маршрутизаторов и концентраторов и т.п. Во время анализа осмысляется собранная информация, сопоставляется с ранее полученными данными, вырабатываются предположения о причинах замедления работы сети или ее сбоев.

Для мониторинга применяются измерители, аппаратные и программные, сетевые анализаторы и тестеры, внутренние средства мониторинга коммуникационных устройств, агенты систем управления.

Средства анализа и мониторинга имеют собственную классификацию. С их помощью производится анализ функционирования локальной вычислительной сети.

Агенты систем управления с поддержкой функционала одной из стандартных MIB (база данных менеджмента) используют протокол SNMP или CMIP для передачи информации. Данные от агентов собираются в авторежиме.

Установленные системы для анализа и управления включают аппаратно-программные модули коммуникационного оборудования и программные модули операционных систем.

Анализаторы протоколов служат для наблюдения и анализа сетевого трафика.

Экспертные системы предназначены для анализа неисправностей и диагностики их причин. Это могут быть простые контекстно-зависимые системы или более сложные интеллектуальные базы знаний.

Оборудование для диагностики и сертификации кабельных систем включает сетевые мониторы для тестирования кабелей, кабельные сканеры для медных кабельных установок, кабельные тестеры на отсутствие разрывов, сертификационные приборы для кабельных систем.

Анализаторы протоколов – это компьютеры со специальными сетевыми картами и ПО, которые соответствуют технологии сети. Анализатор подключается к сети как рабочая станция, отличается приемом всех пакетов данных. Рабочая станция принимает пакеты, адресованные ей.

Сетевые анализаторы служат для измерения электрических характеристик кабельных систем и сертификации кабелей. Это крупные приборы.

Кабельные сканеры измеряют электрические и механические параметры кабелей – длину, затухание, импеданс, разводки пар проводников, уровень электрических шумов. Отличаются от сетевых анализаторов меньшим уровнем точности и портативностью.

Кабельные тестеры служат для диагностики разрывов кабеля. Они проще кабельных сканеров, но обнаруживают место сбоя.

Кроме того, используются многофункциональные портативные приборы с функционалом кабельных сканеров и анализаторов протоколов, поддерживающие некоторые функции систем управления. Физический интерфейс данных приборов служит для выявления проблем и тестирования кабелей на физическом уровне. Микропроцессор с программным обеспечением выполняет функции более высокого уровня.

Разработка регламентов технического обслуживания компьютерной сети осуществляется специалистами IT-отдела компании или приглашенными внештатными сотрудниками. Задачи и цели системы технического обслуживания компьютерной сети – обеспечение работоспособности всей сети и каждого ее элемента, для чего производится проверка состояния, обнаружение и исправление возможных неисправностей. Разработать систему технического обслуживания компьютерной сети может только специалист с достаточной квалификацией и необходимым уровнем профессионализма.

Компьютерная сеть организации предназначена для реализации следующих производственных циклов: хранение данных централизованным образом, ведение документооборота, производство отчетов о выполненной работе, бухучет, работы иных транзакционных систем, печать на сетевой принтер, доступ в интернет, организация каналов видео и звуковой связи и многое другое.

Централизованные программные системы управления сетью осуществляют сбор данных о состоянии коммуникационного оборудования и узлов сети, о ее трафике, а также управляют сетью в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Действия по управлению включают изменение параметров, подключение и отключение портов и другое.

Программы для администратора сети, сетевые утилиты

Для управления компьютерными сетями созданы специальные программы, которые позволяют контролировать все устройства сети с компьютера администратора. Для администрирования в среде Windows предназначены такие программы для системных администраторов, как VPN Client Manager, Winbox, Kerio VPN Client, TeamViewer, Radmin, RMS.

Моделирование сетей

Перед созданием локальной сети необходимо произвести ее моделирование, в ходе которого определить оптимальную топологию, выбрать оборудование, определить рабочие характеристики и протоколы. На модели можно протестировать влияние всплесков широковещательных запросов или опробовать режим коллапса.

В ходе моделирования можно выяснить множество настроек. Среди них пиковые пропускные способности участков сети, время отклика серверов в разных режимах, воздействие установки новых серверов на распределение потоков информации, оптимизация топологии для узких мест в сети, проверка работы различного сетевого оборудования, максимальное количество пользователей, протокол маршрутизации, влияние трафика на работу сети.