CC BY
7НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
НАУКА И МИРОВОЗЗРЕНИЕ
ОПТИМИЗАЦИЯ И АНАЛИЗ ЛОГИЧЕСКИХ СЕТЕЙ Акмурадава Махым Ватыргелдыевна
Преподаватель, Туркменский государственный университет имени Махтумкули г. Ашхабад Туркменистан
Аннаныязова Гульшат Сахыдовна
Преподаватель института Телекоммуникаций и информатики Туркменистана г. Ашхабад Туркменистан
Логическая сеть, также известная как виртуальная сеть или оверлейная сеть, представляет собой концепцию компьютерных сетей, которая позволяет создавать виртуальную коммуникационную инфраструктуру поверх существующей физической сети. Такая виртуализация обеспечивает повышенную гибкость, масштабируемость и безопасность, одновременно оптимизируя использование сетевых ресурсов. Логические сети играют решающую роль в современных сетевых решениях и стали фундаментальным аспектом многих поставщиков прокси-серверов, включая OneProxy (oneproxy.pro).
История возникновения Логической сети и первые упоминания о ней
Концепция логических сетей возникла еще на заре компьютерных сетей, но ее широкое использование и признание пришло с появлением технологий виртуализации. В 1970-х годах исследователи начали изучать способы создания нескольких логических сетей в одной физической сети, что привело к разработке первых виртуальных локальных сетей (VLAN). Эти сети VLAN позволили сетевым администраторам разделить одну физическую сеть на несколько изолированных логических сетей, повысив безопасность и управление трафиком.
Однако только в конце 20 века термин «Логическая сеть» приобрел популярность. В контексте современных центров обработки данных и облачных вычислений логические сети стали жизненно важным инструментом управления сложностью и масштабом сетей. Внедрение программно-определяемых сетей (SDN) и технологий сетевой виртуализации произвело дальнейшую революцию в способах реализации и управления логическими сетями.
Подробная информация о Логической сети. Расширение темы Логическая сеть.
Логическая сеть работает независимо от базовой физической сетевой инфраструктуры, что означает, что ее можно спроектировать и настроить в соответствии с конкретными требованиями, не влияя на физическую сеть. Эта абстракция обеспечивает плавную миграцию, масштабируемость и простоту управления.
m
Ключевые компоненты логической сети:
1. Виртуальные сетевые устройства: виртуальные коммутаторы, маршрутизаторы, межсетевые экраны и балансировщики нагрузки созданы для работы в логической сети, независимо изолируя трафик и реализуя политики.
2. Виртуальные сетевые интерфейсы: интерфейсы виртуальных сетей связаны с виртуальными машинами (ВМ) или контейнерами, обеспечивая им возможность подключения к логической сети.
3. Туннельные протоколы: Протоколы туннелирования, такие как VXLAN (виртуальная расширяемая локальная сеть) и GRE (универсальная инкапсуляция маршрутизации), облегчают связь между различными сегментами логической сети через физическую инфраструктуру.
4. Оверлейные контроллеры: Оверлейные контроллеры управляют компонентами виртуальной сети и обеспечивают правильное функционирование логической сети.
5. Политики логической сети: администраторы могут определять политики управления трафиком, безопасности и качества обслуживания (QoS) в логической сети.
Внутренняя структура Логической сети. Как работает логическая сеть.
Логическая сеть использует методы виртуализации для создания изолированных путей связи внутри физической инфраструктуры. Когда пакет отправляется от источника к месту назначения в логической сети, происходят следующие шаги:
1. Создание пакета: пакет генерируется исходным устройством (например, виртуальной машиной или контейнером) в логической сети.
2. Инкапсуляция: пакет инкапсулируется с соответствующими наложенными заголовками, включая информацию о виртуальной сети, к которой он принадлежит.
3. Маршрутизация: пакет затем маршрутизируется через логическую сеть с использованием оверлейных контроллеров и виртуальных сетевых устройств.
4. Декапсуляция: По достижении пункта назначения пакет подвергается декапсуляции, и исходные данные доставляются на устройство назначения.
Базовая физическая сеть не знает внутренней структуры логической сети, что делает ее прозрачной для физической инфраструктуры.
Анализ ключевых особенностей логической сети.
Логическая сеть предлагает несколько ключевых функций, которые делают ее привлекательным решением современных сетевых задач:
1. Изоляция и сегментация: Логические сети обеспечивают изоляцию между различными сегментами, повышая безопасность и сводя к минимуму влияние сбоев или атак.
2. Масштабируемость: Благодаря возможности создания нескольких виртуальных сетей в одной физической инфраструктуре логические сети обеспечивают плавное масштабирование.
3. Гибкость и ловкость: администраторы могут динамически настраивать логические сети и управлять ими, быстро реагируя на меняющиеся требования.
4. Централизованное управление: Оверлейные контроллеры централизуют управление логическими сетями, упрощая сетевое администрирование.
5. Оптимизированное использование ресурсов: Логические сети оптимизируют использование сетевых ресурсов, сокращая потери и повышая эффективность.
Типы логической сети
Логические сети можно разделить на категории в зависимости от их реализации и вариантов использования. Ниже приведены некоторые распространенные типы логических сетей:
ТИП
ОПИСАНИЕ
Виртуальные локальные сети
(VLAN)
Сети VLAN разделяют одну физическую сеть на несколько логических сетей, повышая безопасность.
Наложенные сети
Оверлейные сети создают виртуальные пути связи поверх физической инфраструктуры.
Программно-определяемая глобальная сеть
SD-WAN использует логические сети для оптимизации и управления трафиком между географически распределенными сайтами.
Виртуальное частное облако (VPC)
VPC предлагают изолированные сетевые среды на платформах облачных вычислений.
Способы использования Логической сети, проблемы и их решения, связанные с использованием.
Варианты использования логических сетей:
1. Сеть центров обработки данных: Логические сети широко используются в центрах обработки данных для управления сложной сетевой инфраструктурой и улучшения распределения ресурсов.
2. Облачные вычисления: Поставщики облачных услуг используют логические сети для создания виртуальных частных облаков для своих клиентов, обеспечивая изоляцию и безопасность.
3. Мульти аренды: Логические сети позволяют нескольким арендаторам совместно использовать одну и ту же физическую инфраструктуру, сохраняя при этом разделение данных.
4. Микросервисная архитектура: В приложениях на основе микросервисов логические сети облегчают связь между распределенными компонентами.
Проблемы и решения:
1. Сетевые издержки: Протоколы туннелирования, используемые в логических сетях, могут привести к дополнительным издержкам. Оптимизация протоколов туннелирования и аппаратное ускорение могут решить эту проблему.
2. Проблемы безопасности: Обеспечение надлежащих механизмов шифрования и аутентификации имеет важное значение для обеспечения безопасности и целостности логических сетей.
3. Производительность сети: перегруженные или неправильно настроенные контроллеры наложения могут привести к проблемам с производительностью сети. Масштабирование контроллеров и использование балансировки нагрузки могут помочь смягчить эти проблемы.
4. Совместимость: Обеспечение совместимости между реализациями логических сетей различных поставщиков может оказаться сложной задачей. Приверженность открытым стандартам может облегчить проблемы совместимости.
Основные характеристики и другие сравнения с аналогичными терминами в виде таблиц и списков.
Логическая сеть против физической сети:
ХАРАКТЕРИС ТИКА
ЛОГИЧЕСКАЯ СЕТЬ
ФИЗИЧЕСКАЯ СЕТЬ
Инфраструктура
Виртуализирован ная оверлейная сеть
Физическая аппаратная инфраструктура
Конфигурация
Гибкий и
динамичный
Статический и ручной
Масштабируемо сть
Высокая
масштабируемост
Масштаби руемость зависит от оборудова ния
Управление
Централизованно е управление
Распределенное управление
ь
ХАРАКТЕРИС ТИКА
ЛОГИЧЕСКАЯ СЕТЬ
ФИЗИЧЕСКАЯ СЕТЬ
Изоляция
Обеспечивает
логическую
сегментацию
Отсутствие внутренней логической изоляции
Обслуживание и обновления
Минимальное воздействие физические устройства
на
Непосредственно влияет на физические устройства
Логическая сеть и виртуальная локальная сеть (VLAN):
ХАРАКТЕРИСТИКА
ЛОГИЧЕСКАЯ СЕТЬ
ВИРТУАЛЬНАЯ ЛОКАЛЬНАЯ СЕТЬ (VLAN)
Объем
Более широкий, охватывает всю сеть
Ограничено одним
широковещательным
доменом
Сегментация
Более
универсальный, поддерживает несколько сегментов сети.
Поддерживает сегмент сети
один
Выполнение
Технология наложения
Встроен в сетевые коммутаторы
ХАРАКТЕРИСТИКА
ЛОГИЧЕСКАЯ СЕТЬ
ВИРТУАЛЬНАЯ ЛОКАЛЬНАЯ СЕТЬ (VLAN)
Высокая гибкость,
Относительно жесткий, ограничен
Гибкость
независимость от базовой
инфраструктуры.
конфигурацией переключателя
Межподсетевой трафик
Прозрачно для базовой
физической сети
Для связи требуется маршрутизация уровня 3.
Перспективы и технологии будущего, связанные с логическими сетями.
Будущее логических сетей открывает захватывающие перспективы, поскольку сетевые технологии продолжают развиваться. Некоторые перспективные направления включают в себя:
1. Квантовые сети: Интеграция квантовых принципов в логические сети может привести к беспрецедентному уровню безопасности и коммуникационных возможностей.
2. 5G и периферийные вычисления: Логические сети будут играть решающую роль в управлении сложностью и требованиями к трафику сетей 5G и распределенных периферийных вычислительных сред.
3. Сеть на основе намерений (ГБ^: Внедрение IBN еще больше упростит управление и настройку логических сетей за счет согласования сетевых операций с бизнес-целями.
4. Автоматизация сети на основе искусственного интеллекта: Алгоритмы искусственного интеллекта и машинного обучения улучшат автоматизацию и оптимизацию ресурсов логической сети.
Как прокси-серверы можно использовать или связывать с логической сетью.
Прокси-серверы и логические сети тесно связаны в контексте управления интернет-трафиком и безопасности. Прокси-серверы действуют как посредники между клиентами и Интернетом, пересылая запросы и ответы, обеспечивая при этом анонимность и контроль доступа. При интеграции с логическими сетями прокси-серверы предлагают следующие преимущества:
1. Повышенная безопасность: Прокси-серверы могут быть развернуты на границе логических сетей для проверки и фильтрации входящего трафика, защищая внутренние ресурсы от потенциальных угроз.
2. Балансировка нагрузки: Прокси-серверы в логических сетях могут распределять трафик между различными узлами, обеспечивая оптимальное использование ресурсов и предотвращая узкие места.
3. Анонимность и конфиденциальность: маршрутизация трафика через прокси-серверы позволяет скрыть личность и местоположение пользователей, что повышает конфиденциальность и позволяет обойти ограничения геолокации.
4. Кэширование и доставка контента: Прокси-серверы могут кэшировать часто используемый контент, уменьшая задержку и использование полосы пропускания в логической сети.
