- Visaptveroša projektēšanas principu analīze, sākot no kļūdu tolerances līdz mērogojamībai un drošībai.
- Detalizēta fizisko un loģisko topoloģiju, kā arī hierarhisko un funkcionālo modeļu diferenciācija.
- Mūsdienu mākoņpakalpojumu ieviešanas izpēte un tīkla diagrammu nozīme operatīvajā pārvaldībā.
Runājot par tīkla izveidi, mēs nerunājam tikai par kabeļu ievilkšanu un ierīču savienošanu. Mēs faktiski runājam par organizatoriska ietvara izveidi , kas nosaka, kā ierīces sazinās, kādi protokoli tiek izmantoti un kā pakalpojumi tiek strukturēti, lai viss darbotos nevainojami. Tas būtībā ir plāns, kas ļauj IT infrastruktūrai reaģēt uz reālām savienojamības vajadzībām, neatkarīgi no tā, vai tā ir datu pārvietošana starp diviem datoriem birojā vai milzīgu datu plūsmu pārvaldība mākonī, vispirms izprotot, kas ir datoru tīkli.
Tīkla arhitektūras izstrāde rada ievērojamu izaicinājumu: nodrošināt, lai tā būtu gan rentabla, gan viegli pārvaldāma . Neliels tīkls ļoti atšķiras no konverģentas uzņēmuma infrastruktūras, kas spēj vienlaikus apstrādāt balsi, datus un video. Lai sistēma nekļūtu nepietiekama pēc sešiem mēnešiem, ir ļoti svarīgi veltīt laiku elastīga plāna izstrādei, kas nekļūs par galvassāpēm, uzņēmumam augot.
Stabilas infrastruktūras pamatpīlāri
Lai tīkls izvairītos no avārijām pie pirmajām problēmu pazīmēm un būtu efektīvs, tam ir jāatbilst noteiktām tehniskām prasībām. Pirmkārt un galvenokārt, ir jānodrošina kļūdu tolerance , kas ietver sistēmas izstrādi tā, lai maršrutētāja kļūmes gadījumā datplūsmai būtu alternatīvi maršruti, lai sasniegtu galamērķi, lietotājam nepamanot pārtraukumu.
No otras puses, mums ir mērogojamība , kas ir spēja paplašināt tīklu, lai atbalstītu vairāk klientu vai lietojumprogrammu bez būtiskas veiktspējas samazināšanās. Tas parasti tiek panākts, izmantojot slāņotu, hierarhisku dizainu, kas ļauj vienmērīgi sadalīt darba slodzi. Turklāt mums jāņem vērā drošība , kas ietver ne tikai ugunsmūra ieviešanu, bet arī iekārtu fiziskās integritātes aizsardzību un datu šifrēšanu, lai novērstu kibernoziedznieku nozagšanu sensitīvai informācijai.
Mēs nedrīkstam aizmirst par pakalpojuma kvalitāti (QoS ). Vidēs, kurās līdzās pastāv daudzas lietojumprogrammas, ir svarīgi noteikt datplūsmas prioritātes; piemēram, piešķirot prioritāti videozvanam, nevis faila lejupielādei, lai izvairītos no pārtraukumiem. Visbeidzot, tīkla pārvaldība ietver visus uzraudzības un vadības rīkus, kas ļauj tīkla administratoriem un viņu lomām koordinēt resursus un ātri reaģēt uz jebkuru incidentu.
Stratifikācijas un dizaina modeļi
Pašreizējā tendence ir dizaina slāņošana , kas būtībā ietver komunikācijas uzdevumu sadalīšanu mazākos, vieglāk pārvaldāmos elementos. Tas novērš sarežģītības pārvarēšanu un ļauj katru sadaļu testēt atsevišķi. Lai to vizualizētu, inženieri izmanto tīkla diagrammas , kas ir grafiski attēlojumi ar standarta ikonām maršrutētājiem, komutatoriem un serveriem.
Šo arhitektūru modelēšanai ir vairākas pieejas:
- Topoloģiskie modeļi: Tie koncentrējas uz ģeogrāfisko izplatību, tāpat kā gadījumā ar Datortīkli, to veidi un piemēri izplatītākie, piemēram, LAN, MAN vai WAN.
- Pamatojoties uz datu plūsmu: Viņi analizē, kā paketes pārvietojas, pētot tādas attiecības kā P2P (punkta-punkta) modelis vai klienta-servera hierarhija.
- Funkcionālie modeļi: Tie koncentrējas uz konkrētu pakalpojumu optimizāciju, prioritāri izvirzot tādus aspektus kā privātums vai drošība intraneta un ekstraneta vidē.
- Kombinētie modeļi: Viņi apvieno iepriekš minēto, lai iegūtu labāko no abām pasaulēm, optimizējot gan ģeogrāfiju, gan datu plūsmu.
Galvenais jēdziens šeit ir klienta-servera arhitektūra . Šajā modelī serveri nodrošina resursus, un klienti tos pieprasa. Tas ir lieliski piemērots kontroles un drošības centralizēšanai, jo tas ievērojami vienkāršo atjauninājumus un apkopi, neietekmējot visus sistēmas mezglus.
Topoloģijas: tīkla forma
Topoloģija ir elementu fiziska vai loģiska izvietošana. Atkarībā no tā, kā mēs savienojam mezglus, mums būs ļoti atšķirīga uzvedība:
Zvaigžņu topoloģija mūsdienās ir visizplatītākā; visas ierīces tiek savienotas ar centrālo komutatoru. Ja kabelis pārtrūkst, atteici rada tikai šī ierīce, bet, ja centrālais komutators pārstāj darboties, viss tīkls pārstāj darboties. Turpretī kopnes topoloģija izmanto vienu kopīgu kabeli. To ir viegli iestatīt, bet, ja tiek pārtraukta galvenā kopne, viss tīkls pārstāj darboties.
Tālāk mums ir gredzena topoloģija , kur signāls pārvietojas no stacijas uz staciju kaskādē. Lai gan tā ļauj centralizēti kontrolēt datplūsmu, kļūmju diagnostika var sagādāt īstas galvassāpes. Tiem, kas meklē maksimālu uzticamību, ir režģa topoloģija , kur katra ierīce ir savienota ar visām pārējām. Tā ir visdublētākā un drošākā iespēja, taču arī visdārgākā un sarežģītākā vadu savienošanā.
Atšķirības starp loģiskajām un fiziskajām diagrammām
Ir ļoti bieži jaukt dizainu ar arhitektūru, taču pastāv nianses. Loģiskā diagramma koncentrējas uz datu plūsmu: apakštīkliem, IP adresēm, VLAN un maršrutiem. Tas ir tas, kas mums ir nepieciešams, lai saprastu, kā pārvietojas informācija, un lai risinātu drošības problēmas. Tā galvenokārt darbojas OSI modeļa 3. slānī.
Savukārt fiziskā diagramma ir faktiskā kabeļu karte, kurā strukturēta tīkla kabeļu ierīkošana ir būtiska. Šeit mēs detalizēti aprakstām katra plaukta atrašanās vietu, kuru optisko šķiedru portu izmanto, komutācijas paneļus un precīzu serveru atrašanās vietu. Tas ir neaizstājams instruments tehniķim, kuram jādodas uz datu centru, lai nomainītu kabeli vai uzstādītu jaunu aprīkojumu.
Mūsdienīgas ieviešanas un mākonis
Mūsdienās liela daļa tīkla arhitektūras ir pārcelta uz mākoni, tāpat kā Azure gadījumā . Šeit mēs vairs nerunājam par fiziskiem kabeļiem, bet gan par virtuāliem tīkliem (VNet), pārvaldītiem DNS un NAT vārtejām. Azure piedāvā tādus pakalpojumus kā Azure Bastion drošiem savienojumiem bez publiskām IP adresēm un Traffic Manager slodzes globālai sadalīšanai.
Šajās vidēs tiek izmantoti tādi ietvari kā Well-Architected Framework , kura mērķis ir izcilība izmaksu un veiktspējas ziņā. Tiek izmantotas tādas topoloģijas kā hub and spoke modelis , kur centrālais mezgls pārvalda drošību un savienojamību ar pārējiem virtuālajiem tīkliem, tādējādi optimizējot pārvaldību un piekļuves kontroli.
Komponentu analīze un optimizācija
Lai arhitektūra būtu patiesi profesionāla, tā ir jāanalizē, izpētot tās iekšējās attiecības : atkarības, ierobežojumus un kompromisus. Piemēram, drošības palielināšana, izmantojot vairākus šifrēšanas slāņus, var negatīvi ietekmēt veiktspēju (latentumu), un tieši šeit arhitektam ir jāizlemj, kam ir prioritāte.
Atsauces arhitektūras izstrāde nodrošina standartu, uz kura balstīties. Šis process ietver adresācijas (IPv4, IPv6, NAT), maršrutēšanas (IGP, EGP) un tīkla pārvaldības definēšanu, izmantojot tādus modeļus kā FCAPS. Galu galā mērķis ir izveidot ekosistēmu, kurā tiek garantēta veiktspēja un pieejamība neatkarīgi no tā, vai tīkls ir vienkāršs lokālais tīkls (LAN) vai sarežģīta izkliedēta skaitļošanas infrastruktūra.
Veiksmīgas komunikāciju infrastruktūras izveide ir atkarīga no precīza līdzsvara starp pareizās topoloģijas izvēli, pareizu tās slāņu stratifikāciju un drošības un mērogojamības pasākumu ieviešanu. Neatkarīgi no tā, vai datu centrā tiek izvietota fiziska aparatūra vai mākonī konfigurēti virtuālie tīkli, galvenais ir pāreja no globālas, arhitektoniskas vīzijas uz detalizētu dizainu, kas samazina kļūmes un optimizē datu plūsmu gala lietotājiem.
