Захаг Амин

Тема магистeрской работы: "Модернизация корпоративной сети компании SONED".

                    Руководитель: к.т.н. доцент кафедры "АТ" Бессараб Владимир Иванович.

План выполнения работы на степень магистра

1. Анализ существующей корпоративной сети компании SONED

1.1   Территориальная структура сети

1.2   Базовые технологии и архитектура сети

1.3   Технические средства существующей сети

1.4   Постановка задачи по модернизации сети

2. Прогнозирование параметров сети

2.1 Анализ существующего и планируемого трафика

2.2 Анализ спроса на услуги сети

2.3 Предсказание плана и структуры сети

3. Моделирование сети

3.1 Выбор архитектуры модернизируемой сети

3.2 Выбор и оптимизация топологий сети

3.3 Выбор базовых сетевых технологий и сред передачи

3.4 Разработка и оптимизация схем организации уровней корпоративной сети

4. Техническая реализация проекта

4.1 Определение этапов и приоритетов при модернизации корпоративной сети

4.2 Анализ и выбор линий связи и аппаратуры ЦСП

4.3 Анализ и выбор аппаратуры узлов корпоративной сети

4.4 Анализ и выбор оконечных устройств сетей доступа

4.5 Организация управления модернизированной корпоративной сетью

5. Заключение  

Введение

Исторически сложилось так, что основная масса сетей, по меньшей мере в Молдове, создавалась по технологии 10Base-2 и 10Base-T. На сегодняшний день основными типами ЛВС являются сети, построенные на базе "витой пары". По-этому основной акцент в данной статье будет делаться на правила проектирования сетей стандарта 10Base-T, а также особенности и ограничения, накладываемые на эти правила при совместном их применении с другими стандартами (10Base-5, 10Base-2, 10Base-F, 100Base-TX, 100Base-T4 и 100VG-AnyLAN).

В начале несколько основополагающих терминов и определений:

• Стандарт IEEE 802.3 (стандарт Ethernet) определяет локальную вычислительную сеть как коллизионную область или домен коллизий.
• Коллизия - разрушение пакета данных в канале во время передачи. Когда узел посылает пакет, он одновременно проверяет, не произошла ли во время передачи коллизия. Если коллизия происходит, то попавшие в нее узлы прекращают передачу, выдерживают паузу в течении случайного промежутка времени и повторяют передачу. Отсутствие обнаружения коллизии указывает узлу, что передача пакета прошла успешно.
• Время, по истечении которого пакет гарантированно проходит по каналам связи от источника до получателя не претерпев по пути коллизий называется "максимальным периодом кругового обращения сообщения" (maximum round-trip time). Это время определяет самую худшую ситуацию, при которой пакет пройдет от узла-отправителя на одном конце сети до места возникновения коллизии на другом конце сети и при этом сигнал о коллизии гарантированно дойдет до узла - отправителя.
• Геометрические размеры сети, которые отвечают требованиям "максимального периода кругового обращения сообщения" и определяют коллизионную область. ЛВС будет функционировать правильно только в том случае, когда все ее узлы могут быть оповещены о коллизии в течение максимального периода кругового обращения.

Правила проектирования сетей стандарта 10Base-5

Я не могу понять, почему даже в последнее время приходят сообщения о монтаже сетей по стандарту 10Base-5. Ведь применение этого стандарта в настоящее время для монтажа новой ЛВС на мой взгляд не оправдано ни финансовой, ни с технической сторон, а для решения проблем объединения ЛВС, обычно экономически и технологически выгоднее применение технологии 10/100Base-F. Но раз это происходит, значит "это кому-нибудь нужно" и придется изложить правила применения этой технологии:

1. сеть стандарта 10Base-5 может состоять максимум из пяти магистральных сегментов.
2. сегменты сети соединяются между собой репитерами. Их максимальное количество - 4.
3. компьютеры могут быть подключены только к трем сегментам магистрального кабеля.
4. максимальная длина сегмента - 500 м (длины кабелей трансиверов не учитываются).
5. на концах кабельного сегмента должны быть установлены терминаторы.
6. подключение компьютеров к магистральному кабелю осуществляется с помощью трансивера.
7. максимальное расстояние между компьютером и трансивером - 50 м.
8. минимальное расстояние между трансиверами - 2,5 м.
9. максимальное количество компьютеров на кабельном сегменте - 100.
10. максимальное количество компьютеров на всех сегментах сети - 1024.
11. максимальная общая длина сети - 2500 м.

Примеры применения технологии 10Base-5

Применение технологии 10Base-5 на одном коаксиальном сегменте

Рис. 1. "Классический" Ethernet (10Base-5)

Приведенный на рис. 1 пример "классического" Ethernet-а настолько широко распространен в литературе, что, по-моему, не требует никаких комментариев.

Демонстрация возможностей технологии 10Base-5

На рис. 2 изображен вариант построения многосегментной ЛВС с применением технологии 10Base-5 и многопортовых трансиверов. Пример с многопортовыми трансиверами приведен с целью продемонстрировать то явление, что "классический" Ethernet - система, имеющая достаточно развитую базу аксессуаров.

Рис. 2. Многосегментный Ethernet, построенный с применением технологии 10Base-5

Правила проектирования сетей стандарта 10Base-2

Множество сетей стандарта 10Base-2 было построено во второй половине 80-х - начале 90-х г.г. В настоящее время, как правило, областью применения этого стандарта являются магистральные каналы, при помощи которых объединяются рабочие группы, построенные с применением технологии 10Base-T, а также небольшие ЛВС, как правило одноранговые и имеющие в своем составе не более 10-ти (обычно 3-5) компьютеров. Широкое применение технологии 10Base-2 сдерживается недостаточно высокой надежностью кабельной подсистемы в целом как системы с "общей шиной", а также тем, что на практике она была дискредитирована в результате повсеместного применения при монтаже не специфицированных для этого кабелей, что приводило к неустойчивой работе сетей, построенных с применением этого вида технологии. Лично мне приходилось наблюдать результаты применения не просто неподходящего кабеля по своим геометрическим характеристикам, но даже применение сегментов с волновым сопротивлением 75 и 100 ом.

Правила применения технологии 10Base-2:

1. сеть стандарта 10Base-5 может состоять максимум из пяти магистральных сегментов.
2. сегменты сети соединяются между собой репитерами (максимум 4).
3. компьютеры могут быть подключены только к трем сегментам магистрального кабеля. Два сегмента служат для увеличения диаметра ЛВС.
4. подключение компьютеров осуществляется с помощью Т-коннекторов.
5. максимальная длина сегмента - 185 м.
6. применяемый кабель - RG-58 (волновое сопротивление 50 ом).
7. на концах кабельного сегмента должны быть установлены терминаторы.
8. максимальное количество компьютеров на кабельном сегменте - 30 (учитывая подключенные к кабелю, но не задействованные Т-коннекторы).
9. максимальное количество компьютеров на всех сегментах сети - 1024.
10. минимальная длина кабельного сегмента - 0.5 м.
11. максимальная общая длина сети - 925 м.

Примеры применения технологии 10Base-2

Ethernet технологии 10Base-2 на одном коаксиальном сегменте

Рис. 3. Ethernet стандарта 10Base-2

В последнее время монтаж новой сети Ethernet типа 10Base-2 на одном коаксиальном сегменте (см. рис. 3) - довольно редкое явление. Сферой приложения этой технологии остались лишь небольшие офисы, где количество компьютеров редко когда более 5-ти.

Дополнительные возможности технологии 10Base-2

Ограничение на количество компьютеров на сегменте (30) и на сама длина сегмента (185 м) являются достаточно серьезным препятствие при планировании сети размеров не то чтобы двух, а даже одного этажа. Однако совсем не обязательно опутывать "коаксиальной шиной" все помещения. Технология 10Base-2 допускает применение и звездообразных топологий: на рис. 4 представлен вариант топологии типа "звезда", лучи которой являются шинными сегментами.

Рис. 4. Вариант расширенного применения Ethernet-а стандарта 10Base-2

Правила проектирования сетей стандарта 10Base-T

Технология 10Base-T была стандартизована только в 1990 году (стандарт IEEE 802.3). 10Base-T предусматривает построение ЛВС путем использования кабельных сегментов для создания точечных каналов связи (point-to-point links). Тем самым основной топологией становится уже не "шина", как в 10Base-5 и 10Base-2, а "звезда". Геометрические размеры сетей, построенных по варианту 10Base-T так же зависят от затухания сигнала в передающей среде и от времени распространения сигнала. Дело в том, что определив другой тип кабеля, соединители и другую топологию сети, 10Base-T остается тем же самым Ethernet-ом (в логическом смысле) и 10Base-5. В логическом смысле, концентратор - Hub это просто сегмент коаксиального кабеля из технологии 10Base-5 или 10Base-2.

Правила применения технологии 10Base-T:

1. сеть стандарта 10Base-Т может содержать максимум четыре концентратора.
2. компьютеры подключаются к концентраторам с помощью UTP (STP) кабеля категории 3, 4 или 5.
3. подключение компьютеров к концентраторам осуществляется с помощью коннекторов RJ-45 и кабелей "прямого соединения".
4. соединение концентраторов между собой осуществляется с помощью кабелей "перекрестного соединения" или, при использовании Up-Link-портов - с помощью кабелей прямого соединения.
5. максимальная длина UTP сегмента - 100 м.
6. максимальное количество компьютеров, подключенных ко всем концентраторам ЛВС - 1024.
7. минимальная длина кабельного сегмента - 2.5 м.
8. максимальная общая длина сети - 500 м.

Примеры применения технологии 10Base-T

Простейший вариант применения технологии 10Base-Т

Рис. 5. Простейший пример применения технологии 10Base-T

Простейший вариант сети, построенной по технологии 10Base-T - сеть с одним концентратором (см. рис. 5). Самые распространенные маломощные концентраторы имеют 8 портов (пишу 8, т.к. когда-то я видел концентратор на 5 портов). С их помощью можно организовать сеть малого офиса, которая не будет сильно расти и не нуждается в сетевом администрировании. Такое решение приемлемо для территориально сосредоточенных сетей (в пределах нескольких смежных помещений). Имейте в виду, что цена "за порт" у многопортовых концентраторов ниже. Поэтому, если Вы планируете объединить в сеть около 20-ти компьютеров, целесообразнее приобрести один 24-х портовый концентратор, чем три 8-ми портовых.

Возможности технологии 10Base-Т

Один из вариантов геометрически предельных топологических схем ЛВС с применением технологии 10Base-T изображен на рис. 6. Он не содержит ни одной пары узлов, между которыми было бы более 4-х концентраторов.

Рис. 6. Вариант предельной топологии с применением технологии 10Base-T

Резюме правил и рекомендаций стандарта IEEE 802.3

• Максимальное количество компьютеров в сети без применения специальных средств - 1024.
• Максимальное число кабельных сегментов не более пяти (для сети, не содержащей мостов, коммутаторов или маршрутизаторов). При этом количество сегментов из коаксиального кабеля не может быть более трех.
• Максимальное количество концентраторов или повторителей в любом сочетании между самыми дальними узлами сети - 4 (если среди них есть хотя бы один Fiber-Optic Hub, то 5).
• Максимальное количество мостов, коммутаторов или маршрутизаторов с функциями мостов между любыми двумя узлами сети - 7. Это рекомендация протокола связного дерева по стандарту IEEE 802.1. При этом, когда путь данных проходит через мост (коммутатор), отсчет концентраторов и кабельных сегментов начинается сначала. Мост (коммутатор) изолирует трафик локальной сети, т.к. он устраняет продвижение пакетов (forwarding) на обратную сторону моста в тех случаях, когда пакет прошел кабельный сегмент, на котором находится узел-получатель. Мосты и коммутаторы также распознают попавшие в коллизию пакеты (collision packets) и не пропускают их на другие кабельные сегменты. Тем самым коллизии устраняются в рамках каждой из ЛВС, соединенных мостом или коммутатором.

Заключение

При проектировании сетей стандартов 10Base-5/2/T необходимо придерживаться требований, предъявляемых стандартом IEEE 802.3. С другой стороны, выполняя конкретные проекты, часто не удается обойтись этими правилами и приходится заниматься расчетами задержек распространения сигналов или консультироваться у фирм-производителей сетевого оборудования. Однако, если при разработке сети Вам удалось соблюсти все перечисленные выше требования, сеть будет успешно функционировать и Заказчик не выскажет Вам никаких претензий.

Джентльменский набор для локальной вычислительной сети офиса

Состав компьютерного оборудования, используемого в офисе, традиционен и определяется типичными задачами, стоящими перед сотрудниками. Современный бизнес требует автоматизации бухгалтерской деятельности и складского учета, выписки счетов и получения (отправления) сообщений в электронном виде поставщикам и заказчикам. Для эффективной работы сотрудников, рационального использования компьютерного оборудования и создается локальная вычислительная сеть (ЛВС). Как правило, в офисе устанавливается один сервер, рабочие станции, несколько сетевых принтеров, один-два модема для выхода в интернет, получения и отправки электронной почты, факсов и электронных платежей, внутренняя АТС на 16/24. В качестве среды передачи в настоящее время в офисных ЛВС преимущественно используется неэкранированная витая пара 5-й категории (UTP).

Два подхода к созданию кабельной системы

Соединение компьютерного оборудования описанного выше набора в сеть, по крайней мере на бумаге, обычно не вызывает трудностей в силу логической простоты традиционно применяемой звездной* топологии. Поэтому, минимизируя затраты, многие фирмы осуществляют прокладку сети силами своих специалистов, как правило, не искушенных в нюансах монтажа кабельных систем. Не искушенных не потому, что они плохие специалисты, а потому, что это не их основное занятие.

* Топология "звезда" предполагает радиальное соединение центрального и периферийных устройств.

Делается это примерно так. В районе географического центра офиса устанавливается концентратор на необходимое количество портов*. От него прокладываются линии к рабочим станциям. В некоторых случаях не устанавливаются настенные розетки, а провод от концентратора непосредственно подключается к сетевой карте компьютера. На этом прокладка локальной сети заканчивается. В лучшем случае кабель укладывается в короба, в худшем – кабель прокладывается вдоль стен или крепится подручными средствами к плинтусу и становится "легкой добычей" для ног сотрудников, ножек стульев и швабры уборщицы.

* Концентратор может иметь 8, 16 или 24 порта.

Следует дополнительно отметить несколько вариантов организации ЛВС офиса: с двумя концентраторами, устанавливаемыми в разных помещениях или на разных этажах; сопряжения существующей сети на коаксиальном кабеле с сетью на витой паре с целью наращивания числа пользователей и т.д. Рассматривать подробно эти варианты не имеет смысла, т.к. они создаются по одному сценарию, о котором мы уже говорили.

Телефонная связь для офиса не менее важна, чем ЛВС. Каким образом обычно производится прокладка телефонных линий? Для этого приглашаются телефонисты, которые прокладывают свои линии связи. И ваш офис начинает расцветать обилием "лапши"* на стенах. С целью экономии телефонные линии прокладываются только в те места, где сегодня должны стоять телефоны. Чаще всего этап прокладки телефонных линий предшествует прокладке кабелей локальной сети. В этом и состоит своеобразная ловушка для лица, принимающего решение о том, как организовать ЛВС своего офиса. Зачем тратиться на дополнительное оборудование и структурировать кабельную систему, если телефоны уже работают? Что это за дополнительное оборудование, будет сказано ниже.

* "Лапша" – жаргонное название телефонного провода, напоминающего макаронное изделие.

Создавая таким образом кабельную структуру своего офиса, мы не задумываемся, что будет завтра. А жизнь не стоит на месте. Если ваш бизнес развивается, количество пользователей сети увеличивается, к тому же они перемещаются с места на место, и перед вами опять встают вечные вопросы: "С чего начать?" и "Что делать?" А придется или делать то, о чем мы уже говорили, или переделывать все заново.

Как получить прогнозируемый результат

Рассмотрим рациональный подход и преимущества, которые он сулит. Рациональный подход подразумевает стадию планирования кабельной системы офиса с учетом требований и стандартов на структурированные кабельные сети (СКС).

При планировании кабельной системы исходят из следующих соображений: на каждом рабочем месте ЛВС должна устанавливаться одна информационная и одна телефонная розетка; пара таких розеток устанавливается на каждые 6...10 м² площади; активное сетевое (концентратор или коммутатор) и пассивное кроссовое (патч-панели) оборудование сосредоточивается в одном месте – коммутационном шкафу. Для уменьшения длины телефонных линий внутренняя АТС располагается в шкафу или в непосредственной близости от него. Такой подход дает ряд преимуществ по сравнению с традиционным.

Во-первых, нет необходимости в прокладке телефонных линий отдельными кабелями. Это делается при помощи того же кабеля, который используется для соединения компьютеров в сеть. Секрет очень прост. Кабель UTP 5-й категории содержит 4 витые пары, из которых две используются для передачи сигналов ЛВС, а две другие используются в качестве телефонных. Налицо экономия средств за счет уменьшения количества кабеля и стоимости работ по его прокладке.

Во-вторых, при перемещениях пользователей внутри офиса нет необходимости в прокладке новых телефонных линий, т.к. они изначально имеются на любом рабочем месте.

В-третьих, при добавлении новых пользователей не нужно прокладывать новые кабели. Используя одну незадействованную телефонную розетку, можно подключить дополнительного пользователя к сети при помощи тех же неиспользуемых пар в кабеле. Если все же новый кабель проложить необходимо, вы одновременно получаете и телефонную и информационную линию. Оптимальным решением является некоторая избыточность первоначально прокладываемых линий связи, т.к. прокладка дополнительных линий обходится в два раза дороже.

В пользу такого подхода следует дополнительно указать и на то, что ко вновь устанавливаем сетям в 70% случаев предъявляется требование возможности работы на скорости 100 Мбит/с. Для реализации такой СКС необходимо строго следовать рекомендациям стандартов, а прокладку кабеля поручить опытным монтажникам, прошедшим специальную подготовку.

Технические решения, основанные на структурировании кабельной системы и создающие удобства при эксплуатации, – не самоцель, а потребность сегодняшнего дня. Вкладывая сегодня больше, завтра вы тратите меньше. Жизненный цикл кабельной системы в несколько раз превышает жизненный цикл компьютерного оборудования, которое каждые полтора-два года приходится модернизировать. Правильно спроектированная кабельная система обходится дешевле в эксплуатации, служит дольше, а главное – надежнее. Рассмотрим роль и задачи упоминавшегося нами дополнительного оборудования, которое обычно игнорируют в целях экономии.

Как выбрать дополнительное оборудование

Важное место в ЛВС офиса занимает коммутационный шкаф. Собственно шкаф в работе ЛВС непосредственного участия не принимает, но позволяет защитить активное и пассивное оборудование, которое в него устанавливается, от шаловливых ручек любопытных сотрудников, пыли, электромагнитных полей, изменения температуры и механических воздействий. Если вас серьезно беспокоит безопасность информации, хранящейся на сервере, и вы хотите ограничить доступ к нему посторонних лиц, то в запираемый шкаф подходящего размера следует установить и сервер. Иногда такое решение является единственно приемлемым, т.к. в небольшом офисе выделить специальную серверную комнату не представляется возможным. Внутреннюю АТС также рационально разместить в шкафу, по тем же соображениям. Размеры настенных и напольных шкафов приводятся в units (сокращенно U), т.е. в количестве посадочных мест стандартного 19-дюймового оборудования, которое можно установить в шкаф. Посадочное место в один U занимает по высоте около 45 мм. На нашем рынке предлагаются шкафы размером от 6 U до 44 U.

Следующей на первый взгляд ненужной, но весьма полезной деталью в кабельной системе офиса является патч-панель. По своей сути это 19-дюймовая металлическая пластина, на которой размещаются гнезда RJ-11 или RJ-45 для подключения соответственно телефонных или информационных линий. Количество портов (гнезд) на патч-панели обычно 12 или 24, хотя встречаются панели на 48 и даже 96 портов. Информационные и телефонные гнезда с тыльной стороны панели напрямую соединяются с соответствующими настенными розетками при помощи проложенного кабеля. С лицевой стороны посредством патч-корда (отрезка кабеля длиной 1 м, на обоих концах которого установлены коннекторы RJ-11 или RJ-45) к гнездам подключаются выходные линии внутренней АТС или порты концентратора. Перемещение, например, телефонного абонента из одной комнаты в другую производится в течение нескольких секунд переключением патч-корда на патч-панели из одного гнезда в другое.

Для небольших сетей, о которых мы и говорим, удобно применять 24-портовые наборные патч-панели, в которые можно устанавливать в произвольном порядке как гнезда RJ-11, так и RJ-45. Это упрощает заделку кабеля при монтаже и администрирование при эксплуатации. В шкафу такая панель занимает посадочное место 1 U. Нельзя забывать и о возможности переезда офиса в новое здание. В этом случае все установленные компоненты ЛВС могут использоваться после демонтажа повторно (до 5...7 раз), а патч-панели реорганизованы применительно к новым условиям.

Обычно, когда принимается решение о покупке оборудования, хочется приобрести либо самое хорошее, либо недорогое, а еще лучше, если оба эти качества совмещаются в одном образце. Но так не бывает! Один только перечень СКС, которые предлагаются различными фирмами, выглядит весьма внушительно. И бывает трудно остановить свой выбор на чем-либо одном. Приверженцы одних СКС находят недостатки в других, и наоборот. Мы не будем сейчас вдаваться в рассмотрение технических тонкостей и различий той или иной СКС – это тема отдельного разговора. Скажем только, что технические решения и характеристики всех СКС отвечают мировым и европейским стандартам и любая из них имеет право прописки в вашем офисе. Важен сам подход к созданию ЛВС, который позволяет избежать многих неприятностей при эксплуатации. Технические же подробности конкретной реализации оставим специалистам в области сетевой интеграции.

Несомненно, что компоненты СКС, о которых мы говорили, от brandname всегда дороже аналогичных nonename, изготовленных, например, на Тайване. Можно существенно снизить стоимость оборудования, закупив патч-панели и розетки такого происхождения, при этом сохранив общий подход к построению сети. Однако если вы хотите получить стабильную сеть на 100 Мб/с, то лучше обратиться к сертифицированному инсталлятору той или иной СКС. Если вы примените компоненты от различных производителей, даже если эти компоненты имеют маркировку CAT 5, то вас может ожидать разочарование. Кроме того, сертифицированные фирмы дают обычно 15-летнюю гарантию на компоненты или на всю кабельную систему от поставщика СКС. Интересно отметить тот факт, что далеко не все заказчики офисных сетей требуют такую гарантию.

Для любого заказчика представляет интерес долговременная работа с одним надежным поставщиком оборудования и услуг. На отечественном рынке работают фирмы, которые предложат вам в комплексе все, что необходимо для организации ЛВС и успешной дальнейшей работы: серверы, рабочие станции, принтеры, модемы, лицензионное программное обеспечение, прокладку кабеля, настройку сетевой ОС, ремонт, техническое обслуживание и модернизацию компьютерного оборудования, обучение персонала и многое другое.

Список Литературы

1. Техническая документация к УАТС Coral I.

2. Олифер В. Г., Олифер Н. А. “Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы” – Санкт-Петербург, 200 – 672 с.

3. http://www.intercom.kharkov.ua/faq/modem/isdn_test.html – статья Вячеслава Бабицына “Тестирование оборудования ISDN”

4. http://javaworld.osp.ru/lan/1996/03/77.htm -- статья Фрэнка Лидса “Подключение к ISDN”

5.Системы связи и Теория информации.

Главная страница

Электронная библиотека

Ссылки

Результаты поиска