Локальные вычислительные сети (ЛВС)
Этапы построения ЛВС:
- Исследование, разработка технических требований и концепции, технических заданий на ЛВС.
- Разработка проекта ЛВС, структурированных
кабельных систем (СКС), системы технологического электроснабжения и заземления, а также других частей.
- Поставка средств вычислительной, телекоммуникационной, сетевой и организационной техники, программных
средств, оборудования и материалов.
- Монтаж. Инсталляция программного обеспечения. Настройка. Сдача системы в эксплуатацию.
- Организация обучения обслуживающего персонала и пользователей.
- Системная гарантия, техническая поддержка и авторское сопровождение системы.
Стандарты, используемые в предлагаемых решениях:
Ethernet
- это самый распространённый на сегодняшний день стандарт ЛВС. Ethernet -
это сетевой стандарт, основанный на технологиях экспериментальной сети Ethernet Network, фирмы Xerox.
Спецификации:
- 10Base-5
- классический Ethernet. Среда передачи данных - коаксиальный кабель с диаметром
центрального медного провода 2,17 мм и внешним диаметром около 10 мм ("толстый" Ethernet). Кабель используется как моноканал для
всех станций. Сегмент кабеля имеет максимальную длину 500 м (без повторителей) и должен иметь на концах согласующие терминаторы
сопротивлением 50 Ом, поглощающие распространяющиеся по кабелю сигналы и препятствующие возникновению отражённых сигналов. Станция должна
подключаться к кабелю при помощи приёмопередатчика - трансивера. Трансивер устанавливается непосредственно на кабеле и питается от
сетевого адаптера компьютера. Трансивер может подсоединяться к кабелю как
методом прокалывания, обеспечивающим непосредственный физический контакт, так и бесконтактным методом. Трансивер соединяется с
сетевым адаптером интерфейсным кабелем AUI (Attachment Unit Interface) длиной до
50 м, состоящим из 4 витых пар (адаптер должен иметь разъем AUI). Допускается подключение к одному сегменту не более 100 трансиверов,
причём расстояние между подключениями трансиверов не должно быть меньше 2.5 м.
- 10Base-2.
Передающая среда - коаксиальный
кабель с диаметром центрального медного провода 0,89 мм и внешним диаметром около 5
мм ("тонкий" Ethernet, волновое сопротивление кабеля 50 Ом). Максимальная
длина сегмента без повторителей составляет 185 м, сегмент должен иметь на концах
согласующие терминаторы 50 Ом. Реализация этого стандарта на практике приводит
к наиболее простому решению для кабельной сети.
- 10Base-T
- наиболее распространённый
стандарт. Среда - двойная неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair, UTP).
Соединения станций осуществляются по топологии "точка - точка" со
специальным устройством - многопортовым повторителем с помощью двух витых пар.
- 10Base-F.
Среда передачи данных - оптоволокно.
Fast Ethernet
является эволюционным развитием классической технологии Ethernet.
Основными достоинствами технологии Fast Ethernet являются:
- увеличение пропускной способности сегментов сети до 100 Мб/c;
- сохранение метода случайного доступа Ethernet;
- сохранение звездообразной топологии сетей и поддержка традиционных сред передачи данных - витой пары и
оптоволоконного кабеля.
Указанные свойства позволяют осуществлять постепенный переход
от сетей 10Base-T - наиболее популярного на сегодняшний день варианта Ethernet - к
скоростным сетям, сохраняющим значительную преемственность с хорошо знакомой
технологией: Fast Ethernet не требует коренного переобучения персонала и замены
оборудования во всех узлах сети.
Официальный стандарт 100Base-T (802.3u) установил
три различных спецификации для физического уровня (в терминах семиуровневой
модели OSI) для поддержки следующих типов кабельных систем:
- 100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 5, или экранированной витой
паре STP Type 1;
- 100Base-T4 для четырёхпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 3, 4 или 5;
- 100Base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля.
Gigabit Ethernet и Gigabit VG,
предложенные соответственно Gigabit Ethernet Alliance (в который входят наряду с
другими компании Cisco Systems и 3Com) и комитетом IEEE 802.12. Интерес к технологиям для локальных сетей с гигабитными скоростями повысился
в связи со следующими обстоятельствами:
- успех сравнительно недорогих (по сравнению с FDDI)
технологий Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN,
- развитие кластерных принципов построения сетей,
- использование мультимедийных технологий для сетевого ПО.
В связи с ограничениями, накладываемыми методом CSMA/CD на длину
кабеля, версия Gigabit Ethernet для разделяемой среды допускает длину связей до 25 метров на
витой паре. В связи с такими серьёзными ограничениями более популярны, очевидно,
полнодуплексные версии гигабитного Ethernet'a, работающие только с коммутаторами и
допускающие расстояние между узлом и коммутатором в 500 метров для многомодового кабеля
и до 2 км для одномодового кабеля. Для технологии Gigabit VG реализована скорость
500 Мб/с для витой пары и 1 Гб/с для оптоволокна. Предельные расстояния между узлами
ожидаются следующие: для витой пары - 100 м, для многомодового оптоволокна - 500 м и для
одномодового оптоволокна - 2 км.
Типовые решения ЛВС: ЛВС для небольших групп пользователей
Решение малой сети на стандарте 10baseT

Перечень оборудования (Продукты 3Com):
- EtherLink XL 10/100 PCI адаптеры
- OfficeConnect Hub 16/TPO #3C16700
- Megahertz 10/100 LAN PC Card #3CCFE574BT
- Сетевые кабели (стандартные RJ-45 UTP или STP)
Решение малой сети на стандарте 10baseT

Перечень оборудования (Продукты 3Com):
- EtherLink XL 10/100 PCI адаптеры
- Megahertz 10/100 LAN PC Card #3CCFE574BT
- Сетевые кабели (коаксиал)
Масштабирование предыдущих вариантов сети

Ограничения:
- Длина одного коаксиального сегмента - 185 метров
- Каскадирование концентраторов - 4 штуки
- Число станций в сегменте - 30
Перечень оборудования (Продукты 3Com):
- EtherLink XL 10/100 PCI адаптеры
- OfficeConnect Hub 16/TPO #3C16700
- Megahertz 10/100 LAN PC Card #3CCFE574BT
- Сетевые кабели (коаксиал и RJ-45 UTP)
Многосегментная ЛВС со скоростной магистралью

Крупная ЛВС с центральным коммутатором и несколькими
концентраторами для подключения рабочих станций. Центральный коммутатор имеет порты
10/100, а также может поддерживать оптические соединения.
Варианты оборудования:
- Платформа Cisco Systems - концентраторы серии
FastHub и MicroHub, коммутаторы MicroSwitch и коммутатор серии Catalyst
- Платформа Bay Networks - концентраторы серии BayStack 150/250 , и
коммутатор серии BayStack 350
Особенности организации управления ЛВС:
В предлагаемых решениях используются многопротокольные
маршрутизаторы, то есть такие маршрутизаторы, которые одновременно могут обрабатывать пакеты
с различными сетевыми заголовками, и конечные узлы, которые поддерживают тот или иной протокол.
Интерсеть, таким образом, представляет собой совокупность непересекающихся
интерсетей, использующих общие каналы связи и общие кадры канального уровня,
но никак не взаимодействующих между собой.
Пример маршрутизатора, поддерживающего два сетевых протокола: IP и IPX

При конфигурации маршрутизатора должна быть определена принадлежность каждого
его порта к той или иной сети. Каждому порту должен быть присвоен адрес соответствующей сети.
Очевидно, что все узлы, присоединяемые к некоторому порту, относятся к сети,
назначенной для этого порта. Трафик, порождаемый узлами, которые принадлежат разным сетям,
не смешивается, и влияние сетей друг на друга выражается только тем, что они разделяют общий
маршрутизатор и каналы связи, а значит могут взаимно ограничивать доступную им пропускную
способность линий связи.
Решающее значение для качественной поддержки конкретной
аппаратуры является использование на основе какой-либо платформы управления
приложения той фирмы, которая выпускает это оборудование. Ведущие компании -
производители коммуникационного оборудования - разработали и поставляют весьма
сложные и многофункциональные системы управления для своего оборудования. К
наиболее известным системам этого класса относятся Optivity компании Bay Networks, CiscoWorks
компании Cisco Systems, Transcend компании 3Com.
Реализация межсетевого взаимодействия
Три основных подхода к согласованию разных стеков протоколов:
- Трансляция.
Трансляция обеспечивает
согласование двух протоколов путём преобразования (трансляции) сообщений,
поступающих от одной сети, в формат другой сети. Трансляцию протоколов могут
выполнять различные устройства - мосты, коммутаторы, маршрутизаторы,
программные и аппаратные шлюзы.
- Мультиплексирование.
Метод состоит в
установке нескольких дополнительных стеков протоколов на одной из конечных машин,
участвующих во взаимодействии. Реализуется программно на рабочей станции,
присутствующей в обеих сетях, с помощью специального программного элемента -
мультиплексора протоколов.
- Инкапсуляция.
Метод применим
только для согласования транспортных протоколов и только при определенных
ограничениях. Инкапсуляция может быть использована, когда две сети с
одной транспортной технологией необходимо соединить через сеть, использующую
другую транспортную технологию. Распространённый случай, когда две
сети NetBIOS соединяют через IP.
Пример расположения элементов ЛВС в рабочем помещении:

Сравнение высокоскоростных технологий для
организации межсетевых магистралей:
Материалы: Glenn Gabriel Ben-Yosef/ Перевод Николая Малых, BiLiM Systems Ltd.
|
Технология |
Преимущества |
Недостатки |
FDDI/CDDI |
Хорошо известна и широко распространена
Доступность оборудования Эффективная организация магистралей Эффективное
подключение серверных групп |
Высокая цена Технология
практически не развивается Худшие по сравнению с ATM перспективы |
100BaseT |
Эффективна для подключения серверов
Эффективна для подключения рабочих станций Известные протоколы Широкая поддержка |
Снижение производительности при большом числе
устройств Требует более дорогой кабель категории 5 |
100VG-AnyLAN |
Хорошо приспособлена для
критичных к задержкам приложений Использует кабель категории 3 (4 пары) |
Небогатый выбор устройств
Ограниченная диагностика Малое число производителей |
ATM |
Масштабируемость Поддержка разных
типов трафика (голос, данные и т.д.) Простой переход от Token Ring |
Высокие цены Необходимость
обучения специалистов Сложность настройки |
Использованные материалы:
- Транспортная подсистема неоднородных сетей - Виктор и Наталья
Олифер, информационно-аналитические материалы, Центр Информационных Технологий.
- Базовые технологии локальных сетей - Н. Олифер, В. Олифер,
Центр Информационных Технологий.
- Основы технологии АТМ - А. Микуцкий, учебные материалы ЦИТ.
|