Состав и характеристика сетевого оборудования ЛВС

Стандарт был разработан в середине 80-х годов Национальным Американским Институтом Стандартов (ANSI) и получил номер ANSI X3T9.5.Ethernet (IEEE802.3u, 100BASE-X) - набор стандартов передачи данных в компьютерных сетях, со скоростью до 100 Мбит/с, в отличие от обычного Ethernet (10 Мбит/с).

Технология Fast Ethernet является эволюционным развитием классической технологии Ethernet [20, С.93].

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.

Варианты реализации технологии Ethernet бывают следующие (Приложение Б):

BASE-T - любой из 100-мегабитных стандартов Fast Ethernet для витой пары:

BASE-TX - с использованием двух пар проводников кабеля 5 категории или экранированной витой паре STP Type 1;

BASE-T4 - по четырёхпарному кабелю Cat3 (и выше) в полудуплексном режиме; более не используется;

BASE-T2 - по двум парам кабеля Cat3; более не используется.

Длина сегмента кабеля 100BASE-T ограничена 100 метрами (328 футов). В типичной конфигурации, 100BASE-TX использует для передачи данных по одной паре скрученных (витых) проводов в каждом направлении, обеспечивая до 100 Мбит/с пропускной способности в каждом направлении (дуплекс).

BASE-FX - вариант Fast Ethernet с использованием волоконно-оптического кабеля. В данном стандарте используется длинноволновая часть спектра (1300 нм) передаваемая по двум жилам, одна для приёма (RX) и одна для передачи (TX). Длина сегмента сети может достигать 400 метров (1 310 футов) в полудуплексном режиме (с гарантией обнаружения коллизий) и двух километров (6 600 футов) в полнодуплексном при использовании многомодового волокна. Работа на больших расстояниях возможна при использовании одномодового волокна. 100BASE-FX не совместим с 10BASE-FL, 10 Мбит/с вариантом по волокну.

BASE-SX - дешёвая альтернатива 100BASE-FX с использованием многомодового волокна, так как использует более дешёвую коротковолновую оптику. 100BASE-SX может работать на расстояниях до 300 метров (980 футов). 100BASE-SX использует ту же самую длину волны как и 10BASE-FL. В отличие от 100BASE-FX, это позволяет 100BASE-SX быть обратно-совместимым с 10BASE-FL. Благодаря использованию более коротких волн (850 нм) и небольшой дистанции, на которой он может работать, 100BASE-SX использует менее дорогие оптические компоненты (светодиоды (LED) вместо лазеров). Все это делает данный стандарт привлекательным для тех, кто модернизирует сеть 10BASE-FL и тех, кому не нужна работа на больших расстояниях.

BASE-BX - вариант Fast Ethernet по одножильному волокну, используется одномодовое волокно, наряду со специальным мультиплексором, который разбивает сигнал на передающие и принимающие волны.

BASE-LX - 100 Мбит/с вариант Ethernet с помощью оптического кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по паре одномодовых оптических волокон.

BASE-LX WDM - 100 Мбит/с вариант Ethernet с помощью волоконно-оптического кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по одному одномодовому оптическому волокну на длине волны 1310 нм и 1550 нм. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются либо цифрами (длина волны), либо одной латинской буквой A(1310) или B(1550). В паре могут работать только парные интерфейсы: с одной стороны передатчик на 1310 нм, а с другой - на 1550 нм.

Технология АТМ [17, с 287] обладает многими привлекательными свойствами - масштабируемой скоростью передачи данных, доходящей до 10 Гб/с; отличной поддержкой мультимедийного трафика и возможностью работы как в локальных, так и в глобальных сетях. [18, С.142].(Asynchronous Transfer Mode) - асинхронный способ передачи данных - сетевая высокопроизводительная технология коммутации и мультиплексирования, основанная на передаче данных в виде ячеек (cell) фиксированного размера (53 байта), из которых 5 байтов используется под заголовок. В отличие от синхронного способа передачи данных (STM - Synchronous Transfer Mode), ATM лучше приспособлен для предоставления услуг передачи данных с сильно различающимся или изменяющимся битрейтом.

Сеть строится на основе АТМ коммутатора и АТМ маршрутизатора. Технология реализуется как в локальных, так и в глобальных сетях. Допускается совместная передача различных видов информации, включая видео, голос.

Ячейки данных, используемые в ATM, меньше в сравнении с элементами данных, которые используются в других технологиях. Небольшой, постоянный размер ячейки, используемый в ATM, позволяет:

передавать данные по одним и тем же физическим каналам, причём как при низких, так и при высоких скоростях;

работать с постоянными и переменными потоками данных;

интегрировать любые виды информации: тексты, речь, изображения, видеофильмы;

поддерживать соединения типа точка-точка, точка-множество, множество-множество.

Технология ATM предполагает межсетевое взаимодействие на трёх уровнях.

Для передачи данных от отправителя к получателю в сети ATM создаются виртуальные каналы VC (Virtual Circuit), которые бывают двух видов [4, С.243]:

постоянный виртуальный канал, PVC (Permanent Virtual Circuit), который создаётся между двумя точками и существует в течение длительного времени, даже в отсутствие данных для передачи;

коммутируемый виртуальный канал, SVC (Switched Virtual Circuit), который создаётся между двумя точками непосредственно перед передачей данных и разрывается после окончания сеанса связи.

Для маршрутизации в пакетах используют так называемые идентификаторы пакета. Они бывают двух видов:

VPI (virtual path identificator) - идентификатор виртуального пути (номер канала)

VCI (virtual connect identificator) - идентификатор виртуального соединения (номер соединения).

Результаты сравнения технологии FDDI с технологиями Fast Ethernet и Token Ring представлены в Приложении В.

Все станции в сети FDDI делятся на несколько типов по следующим признакам: конечные станции или концентраторы; по варианту присоединения к первичному и вторичному кольцам; по количеству MAC-узлов и, соответственно, MAC-адресов у одной станции.

Если станция присоединена только к первичному кольцу, то такой вариант называется одиночным присоединением - Single Attachment, SA. Если же станция присоединена и к первичному, и ко вторичному кольцам, то такой вариант называется двойным присоединением - Dual Attachment, DA.

Очевидно, что станция может использовать свойства отказоустойчивости, обеспечиваемые наличием двух колец FDDI, только при ее двойном подключении. Как видно из рисунка 1 реакция станций на обрыв кабеля заключается в изменении внутренних путей передачи информации между отдельными компонентами станции [24, С.176]. Виртуальной сетью называется группа узлов сети [5, С.232], трафик которой, в том числе и широковещательный, на канальном уровне полностью изолирован от других узлов сети. Это означает, что передача кадров между разными виртуальными сегментами на основании адреса канального уровня невозможна, независимо от типа адреса - уникального, группового или широковещательного. В то же время внутри виртуальной сети кадры передаются по технологии коммутации, то есть только на тот порт, который связан с адресом назначения кадра [35, С.462].

 

Рисунок 1 - Реконфигурация станций с двойным подключением при обрыве кабеля

 

При использовании технологии виртуальных сетей в коммутаторах одновременно решаются две задачи:

повышение производительности в каждой из виртуальных сетей, так как коммутатор передает кадры в такой сети только узлу назначения;

изоляция сетей друг от друга для управления правами доступа пользователей и создания защитных барьеров на пути широковещательных штормов.

Для связи виртуальных сетей в интерсеть требуется привлечение сетевого уровня [14, С.58]. Он может быть реализован в отдельном маршрутизаторе, а может работать и в составе программного обеспечения коммутатора.

Существует несколько способов построения виртуальных сетей:

Группировка портов;

Группировка МАС - адресов;

Использование меток в дополнительном поле кадра - частные протоколы и спецификации IEEE 802.1 Q/p;

Спецификация LANE для АТМ-комутаторов;

Использование сетевого уровня;

VLAN на основе группировки портов.

Изучение и анализ научно-технической литературы предметной области выпускной квалификационной работы показали, что: необходимость удовлетворения растущих требований производственников к локальным вычислительным сетям способствует динамическому изменению назначения, состава, структуры, методов организации сети. Это, в свою очередь, требует разработки и внедрения новых и все более совершенных видов аппаратных средств сетей, а также развития в динамике технологии и протоколов взаимодействия оборудования, используемого при создании компьютерных вычислительных сетей.

Далее, используя теоретические знания и выводы главы 1, рассмотрим вопросы практических исследований по совершенствованию действующих локальных сетей.

Я, как автор выпускной квалификационной работы, проходил производственную практику на сервисном торговом предприятии ООО «Торг-Сервис». Работая дежурным инженером по обслуживанию технических средств локальной сети, действующей с 2006 года на предприятии, изучил достоинства и недостатки действующего оборудования, получил возможность реализовать свои знания при разработке и внедрении полученного от предприятия «Технического задания на выполнение технической части проекта модернизации действующей на предприятии локальной вычислительной сети» (Приложение И).

 

2. Обследование и анализ ЛВС ООО «Торг-Сервис» с целью модернизации сети

 

ООО «Торг-Сервис» - частное предприятие, в состав которого входит 4 производственных отдела и административно-хозяйственный отдел с бухгалтерией.

Предприятие с целью получения прибыли занимается производством и адаптацией медиа материалов, рекламных аудио роликов; разрабатывает по запросам пользователей программные продукты для вещательных компаний, рекламных представлений, концертов и т.д.; продажей закладных и комплектующих изделий для ЭВМ, а также расходных материалов; продажей и сервисным обслуживанием ПК.

Распределенная локальная вычислительная сеть таким многофункциональным предприятием разработана и внедрена в 2006 году.

За последние 5 лет действующая ЛВС устарела, и не устраивает исполнителей и руководство организации по следующим причинам: слабое быстродействие сервера сети и рабочих станций; жесткая структура и функции входящего в ЛВС оборудования; устаревшие сетевые протоколы.

По этой объективной причине возникла необходимость в модернизации действующей на предприятии локальной вычислительной сети (ЛВС).

Проект модернизации действующей на предприятии ЛВС выполняется с целью:

включения, дополнительно к действующему, нового технологического оборудования для диагностики и тестирования закладных и комплектующих изделий ЭВМ, тестирования работоспособности ПК;

замены системного и базового обеспечения сервера на современное, более мощное;

подключения трех мобильных рабочих мест к центральному серверу ЛВС.

При этом обеспечить сотрудникам предприятия, согласно квалификации и должности, оперативный и качественный доступ к ресурсам ЛВС, так и к ресурсам глобальной сети INTERNET. Необходимо, чтобы автоматически учитывалось индивидуальное время пользования ресурсами ЛВС и INTERNET.

Виды и объемы работ, подлежащих выполнению.

. Провести обследование действующей на предприятии ЛВС с целью ревизии оборудования сети, работы протоколов, организации и ведения баз данных, а так же работы сервера.

. Составить схему оборудования предполагаемой к внедрению модернизированной сети, включить в схему три мобильных рабочих места.

. Обеспечить выбор и установку на центральный сервер ЛВС современной операционной системы, программ администрирования и современных протоколов связи оборудования сети.

. Провести опытную эксплуатацию модернизированной ЛВС предприятия.

 

2.1 Структура предприятия и действующей ЛВС

 

Обследование ЛВС сервисного торгового предприятия ООО «Торг-Сервис» выполнено в рамках «Технического задания на выполнение технической части проекта модернизации действующей на предприятии локальной вычислительной сети» (Приложение И), позволило сделать следующие выводы:

. Предприятие на настоящий момент состоит из 4 производственных отделов и административно-хозяйственного отдела, в состав которого входит бухгалтерия и гараж. Предприятие расположено в одном здании и на одном этаже.

. Функции и задачи отделов следующие:

производственный отдел (продакшн) - занимается производством и адаптацией медиаматериалов, продажей рекламных аудиороликов;

коммерческий отдел - занимается продажами и закупом комплектующих изделий, ПК, работой с клиентами, учетом, статистикой;

технический отдел - обеспечивает работу ЛВС, обслуживает все технические и программные средства;

сервисный центр - работает с населением, принимает в ремонт ПК, осуществляет проверку комплектующих изделий и ПК для коммерческого отдела;