Диссертация

План работы:

1. Постановка задачи.

2. Описание предприятия (общее)

3. Описание существующей корпоративной сети предприятия

-3.1 базовая технология

-3.2 кабельная система

-3.3 используемое оборудование

-3.4 недостатки сети

4. Описание существующих стандартов корпоративных сетей

-4.1 технологии создания магистральных сетей

-4.2 технологии сетей доступа

-4.3 иехнологии уровня пользователей

5. предлагаемое решение

5.1 Выбор наиболее подходящих технологий для реализации поставленных задач.

5.2 Выбор топологии

5.3 Выбор кабельного хозяйства

5.4 Выбор оборудования

6. Экономический эффект.

Коммутаторы Catalyst компании Cisco Systems

Коммутатор Catalyst 5000 представляет собой старшую модель семейства Catalyst. Это модульная, многоуровневая платформа коммутации, которая

обеспечивает высокий уровень производительности, предоставляя возможность как для создания выделенных соединений в сети Ethernet со

скоростями 10 и 100 Mб/с, так и для организации взаимодействия с сетями FDDI и АТМ.

Шасси Catalyst 5000 имеет 5 разъемов. В один разъем устанавливается модуль управления Supervisor Engine, который управляет доступом к

коммутируемой матрице, имеющей возможность коммутации более 1 млн. пакетов в секунду. Модуль поддерживает функции локального и

удаленного управления и имеет два порта Fast Ethernet, которые могут использоваться для соединения серверов сети или каскадирования устройств

Catalyst 5000. Остальные разъемы могут использоваться для установки следующих модулей:

• 24 порта 10Base-T;
• 12 портов 10Base-FL;
• 12 портов 100Base -TX;
• 12 портов 100Base-FX;
• 1 порт DAS CDDI/FDDI (не более 3-х модулей в шасси);
• 1 порт 155 Мб/с АТМ (не более 3-х модулей в шасси).

Одно устройство Catalyst 5000 может поддерживать до 96 коммутируемых портов Ethernet и до 50 коммутируемых портов Fast Ethernet.

Поддерживается формирование виртуальных сетей как в пределах одного устройства Catalyst 5000, так и для нескольких устройств на основе

группирования портов. Можно создать до 1000 виртуальных сетей для нескольких устройств Catalyst 5000, соединенных интерфейсами Fast

Ethernet, CDDI/FDDI или ATM. Любой интерфейс Fast Ethernet может быть сконфигурирован как интерфейс InterSwitch Link (ISL) для поддержки

нескольких виртуальных сетей. Интерфейс ISL - частное решение компании Cisco для передачи информации между коммутаторами о виртуальных

сетях.

Все виртуальные сети поддерживают протокол IEEE 802.1d Spanning Tree для обеспечения отказоустойчивых соединений. При использовании

интерфейса АТМ для соединения коммутаторов поддержка виртуальных сетей осуществляется на основе спецификации LANE через виртуальные

соединения. Интерфейс FDDI поддерживает виртуальные сети с помощью спецификации 802.10.

Отличительной особенностью коммутаторов Catalyst является выполнение коммутации на 3 уровне модели OSI, что позволяет объединять

виртуальные сети внутри устройства (для этого требуется дополнительное программное обеспечение).

Модуль управления коммутацией поддерживает три уровня очередей кадров с различными приоритетами, причем приоритеты назначаются для

каждого порта отдельно. Это позволяет эффективно обслуживать мультимедийный трафик.

Большой буфер (по 192 Кбайта на порт) обеспечивает сохранение и передачу информации при пиковых нагрузках.

Система Catalyst 3000 представляет собой оригинальную реализацию стековой архитектуры для коммутаторов. Эта архитектура поддерживается

устройствами двух типов:

• Коммутатор Catalyst 3000 c 16 портами 10Base-T, одним портом AUI и двумя слотами расширения. Модули расширения могут иметь либо 1

порт 100Base-TX, либо 3 порта 10Base-FL, либо 4 порта 10Base-T, либо 1 порт ATM. Порт мониторинга осуществляет зекрализацию любого порта

данных на внешний порт.

Catalyst Matrix - 8-ми портовая матрица коммутация, с помощью которой можно объединить в стек до 8 коммутаторов Catalyst 3000 для

создания единого коммутирующего центра.

Коммутаторы Catalyst 3000 подключаются к Catalyst Matrix через специальные 280 Мб/с порты. Производительность шины Catalyst Matryx

составляет 3.84 Гб/с.

Коммутатор работает под управлением IOS и использует два алгоритма коммутации - cut-throw и store-and-forward.

Стек Catalyst 3000 поддерживает до 64 виртуальных сетей и позволяет фильтровать трафик по адресу источника и адресу назначения.

Максимальное число MAC-адресов - до 10К на устройство.

Коммутатор EliteSwitch ES/1 компании SMC

Корпорация SMC (сейчас ее подразделение коммутаторов является частью компании Cabletron) разработала коммутатор EliteSwitch ES/1 как

эффективный инструмент для создания внутренней магистрали сети средних размеров. Коммутатор ES/1 сочетает в себе функции

высокопроизводительного коммутатора технологий Ethernet/Token Ring/FDDI и локального маршрутизатора, позволяющего создавать виртуальные

сети IP и IPX на основе виртуальных коммутируемых рабочих групп. Таким образом, в одном устройстве объединены функции switching и

internetworking, необходимые для построения на базе внутренней скоростной шины структурированной локальной сети. Коммутатор поддерживает и

глобальные связи с топологией "точка-точка" по линиям T1/E1, позволяя связывать несколько локальных сетей, построенных на его основе, друг с

другом.

Структура коммутатора ES/1

Коммутатор ES/1 работает по технологии коммутации с буферизацией, что позволяет ему транслировать протоколы канального уровня,

осуществлять пользовательскую фильтрацию, сбор статистики и локальную маршрутизацию.

Организация коммутатора ES/1

Модульный концентратор ES/1 компании SMC (рисунок 7.1) представляет собой устройство в виде корпуса-шасси с задней коммуникационной

платой, на которой выполнена внутренняя шина с производительностью 800 Мб/с. Блок обработки пакетов (Packet Processing Engine) включает в себя

два процессорных модуля, оснащенных высокопроизводительными RISC-процессорами AMD 29000. Один из процессоров предназначен для передачи

пакетов (то есть выполняет функции коммутации), а другой осуществляет администрирование - фильтрацию на портах концентратора в

соответствии с масками, введенными администратором, и управляет всей логикой работы концентратора. Оба процессора имеют доступ к общей

памяти объемом 4 МБ.

Как уже отмечалось, модуль обработки пакетов коммутатора ES/1 построен на сдвоенной процессорной архитектуре, причем каждый из процессоров

отвечает за свои функции. Однако в случае отказа одного из них второй процессор возьмет на себя все функции первого. При этом коммутатор в

целом продолжит нормальную работу, может только несколько снизиться его производительность.

Адресная таблица концентратора позволяет сохранять до 8192 МАС-адресов.

Программное обеспечение, управляющее работой концентратора ES/1, дублируется в двух банках Flash-памяти. Во-первых, это позволяет

производить upgrade новых версий программного обеспечения без прекращения выполнения концентратором своих основных функций по коммутации

пакетов, а во-вторых, сбой при загрузке нового ПО из банка Flash-памяти не приведет к отказу концентратора, поскольку ПО из первого банка

памяти останется в рабочем состоянии, и концентратор автоматически перезагрузит его.

В слоты концентратора вставляются сетевые коммуникационные модули, при этом реализована технология автоматической самоконфигурации

plug-and-play. Каждый модуль оснащен собственным RISC-процессором, который преобразует приходящие пакеты в протокольно-независимый вид

(это означает, что сохраняются только блок данных, адреса приемника и источника, а также информация о сетевом протоколе) и передает их далее

по внутренней шине в блок обработки пакетов.

Отказоустойчивость работы модулей обеспечивается наличием в каждом из них специального сенсора, посылающего предупреждение на консоль

оператора при приближении температуры к критической отметке. Это может произойти, например, по причине запыления воздушных фильтров.

Если температура продолжает повышаться и превышает второе пороговое значение, модуль автоматически отключается от питания для

предотвращения выхода из строя элементной базы. При снижении температуры модуль автоматически продолжит работу.

Важной особенностью концентратора ES/1 является встроенная система защиты от "штормов" широковещательных пакетов (broadcast storm).

Программное обеспечение концентратора ES/1 позволяет установить предельную частоту прихода таких пакетов на каждый порт концентратора, в

случае превышения которой широковещательные пакеты перестают передаваться в другие сегменты сети, что сохраняет их работоспособность.

Фильтрация и виртуальные рабочие группы

С помощью механизма маскирования портов администратор может создавать виртуальные рабочие группы с целью защиты от несанкционированного

доступа и повышения производительности ЛВС путем перераспределения информационных потоков. Фильтрацию можно включать на входящие и/или

выходящие пакеты, по MAC-адресу или по всему сегменту и так далее. Всего маска может содержать до 20-ти условий, объединенных булевыми

операндами "AND" и "OR". Понятно, что каждый пакет, приходящий на порт коммутатора, должен быть дополнительно проверен на соответствие

условиям фильтрации, что требует дополнительных вычислительных ресурсов и может привести к снижению производительности. То, что в ES/1

один из двух процессоров выделен для проверки условий фильтрации, обеспечивает сохранение высокой производительности коммутатора при

введенных администратором масках.

Наряду с отказами оборудования, ошибки обслуживающего персонала могут нарушить корректную работу ЛВС. Поэтому особо отметим еще один

интересный режим виртуальной фильтрации коммутатора ES/1. В этом режиме фильтрация физически не включается, однако ведется набор

статистики пакетов, удовлетворяющих условиям фильтрации. Это дает возможность администратору ЛВС заранее прогнозировать свои действия перед

физическим включением фильтров.

Коммуникационные модули концентратора ES/1

ES/1 поддерживает до пяти модулей. Можно выбрать любую комбинацию модулей для Ethernet, Token Ring и FDDI, а также для высокоскоростных

линий T1/E1 и T3/E3. Все модули, включая источники питания, могут заменяться без отключения от сети и выключения питания центрального

устройства. Каждый модуль поддерживает набор конфигурируемых параметров для улучшения управляемости и собирает статистику.

QEIOM (Quad Ethernet I/O Module)

К этому модулю можно подключить до четырех независимых сегментов Ethernet. Каждый сегмент может передавать и получать информацию с

обычной для Ethernet производительностью 14880 пакетов в секунду. ES/1 обеспечивает связь между этими четырьмя сегментами по типу мостов и

маршрутизаторов, а также и со всей остальной сетью. Эти модули поставляются с различными типами разъемов: AUI, BNC, RJ-45 (витая пара) и

ST (оптоволоконный кабель).

QTIOM (Token Ring I/O Module)

Через модуль QTIOM подключается до четырех 4 или 16 Mб/c сетей Token Ring. Модуль поддерживает все основные протоколы сети Token Ring -

IBM Source Routing, Transparent Bridging и Source Routing Transparent - и обеспечивает "прозрачное" взаимодействие сетей Token Ring с сетями

остальных типов, например Ethernet или FDDI. Модуль поставляется в вариантах для экранированной и неэкранированной витой пары.

IFIOM (Intelligent Dual-Attached FDDI I/O Module)

Модуль IFIOM подключает волоконно-оптический сегмент сети FDDI к ES/1 и обеспечивает прозрачное взаимодействие между разными типами

сетей. Он поддерживает все функции FDDI-станции с двойным подключением к кольцу (Dual Attached Station). Этот модуль также поддерживает

внешний оптический переключатель (Optical Bypass Switch), что обеспечивает повышенную отказоустойчивость сети при аварийном отключении

ES/1. Поставляется в различных модификациях: для одномодового и многомодового волокна и в их комбинациях.

CEIOM24 (24-Port Concentrator Ethernet I/O Module)

Этот модуль включает в себя 24-портовый концентратор Ethernet на витой паре. Он увеличивает производительность сети при стоимости, меньшей,

чем стоимость аналогичного внешнего устройства. Его порты сгруппированы в единый независимый сегмент Ethernet и взаимодействуют с другими

модулями через коммутатор/маршрутизатор ES/1.

HIOM (High-Speed Serial Interface I/O Module)

HIOM позволяет осуществить подключение сетей к удаленным ЛВС по высокоскоростным линиям связи по протоколу HSSI со скоростью до 52 Мб/с.

Поддерживается протокол PPP.

SNMP-управляемость

Модульный концентратор ES/1 может управляться с помощью любой стандартной системы управления, базирующейся на SNMP-протоколе, в том

числе: HP OpenView, IBM NetView/6000, Sun NetManager и др. Для графического представления передней панели концентратора к перечисленным

консолям управления добавляются специальные программные модули компании SMC семейства EliteView. Кроме того, имеется версия программного

обеспечения мониторинга и управления, работающая под Windows: EliteView for Windows.

Типовые схемы использования концентратора ES/1

Создание вырожденной магистрали (Collapsed Backbone)

Вырожденная магистраль внутри коммутатора применяется в крупных корпоративных сетях. Несколько крупных сегментов локальной сети

подключаются к портам концентратора, шина которого в этом случае выполняет роль основной магистрали с пропускной способностью в сотни Мб/с.

Такой подход позволяет увеличить пропускную способность сети в несколько раз по сравнению с традиционным использованием мостов на каждом

сегменте сети. При этом существенно повышаются возможности централизованного управления всеми элементами корпоративной сети.

Выделенный канал Ethernet (Dedicated Ethernet)

Эта схема подключения устройств к портам коммутируемых концентраторов применяется чаще всего для создания высокоскоростной магистрали (с

гарантированной пропускной способностью 10 Мб/с) между концентратором и сервером локальной сети (обычно файловым сервером или сервером

баз данных). Модульные концентраторы позволяют организовать при необходимости подключение сервера по высокоскоростному каналу FDDI или

Fast Ethernet.

Транслирующая коммутация

Коммутация в ES/1 основана на синхронной протокольно-независимой технологии (Synchronous Protocol Independent technology), которая

поддерживает основные технологии локальных сетей, позволяя осуществлять трансляцию между кадрами различных форматов. Поэтому коммутатор

ES/1 может использоваться для соединения сетей различных типов - Ethernet, Token Ring, FDDI, причем трансляция происходит со скоростью

коммутации и не создает перегрузок трафика при межсетевых передачах.

Образование виртуальных групп

По умолчанию коммутатор работает в режиме моста, изучая трафик, проходящий через его порты и строя таблицу адресов сегментов. С помощью

программного обеспечения EliteView администратор может в удобной графической форме определить состав виртуальных рабочих групп, куда будут

входить либо локальные сегменты, если к порту ES/1 подключен концентратор или сегмент Ethernet на коаксиальном кабеле, либо отдельные

рабочие станции, если они подключены к порту индивидуально выделенным каналом. Виртуальные рабочие группы могут включать различные

порты как одного, так и нескольких коммутаторов ES/1.

Виртуальные сети

Наряду с образованием виртуальных изолированных рабочих групп, защищающих данные и локализующих трафик, очень полезным свойством

коммутатора является возможность объединения этих групп в интерсеть с помощью внутренней маршрутизации пакетов между виртуальными

сегментами, которые объявляются виртуальными сетями (IP или IPX). При этом передача пакетов между портами, принадлежащими одной сети,

происходит быстро на основании коммутации пакетов, в то же время пакеты, предназначенные другой сети, маршрутизируются. Таким образом,

обеспечивается взаимодействие между виртуальными рабочими группами, и в то же время выполняются все функции по защите сетей друг от

друга, обеспечиваемые маршрутизаторами.

Поддерживается алгоритм Spanning Tree и SNMP-управление.

Список  литературы:

1. Токарев В.Л. Интегрированная система поддержки принятия решений по управлению,

прогнозированию и диагностики. //Автоматизация и современные технологии. 2000. № 4.

2. Сыромятников В.С. Имитационное моделирование транспортной системы

производственного участка. //Автоматизация и современные технологии. 1998. № 1.

3. Загидуллин Р.Р. Комплексная математическая модель оперативно-календарного

планирования в гибких комплексах механической обработки. //Автоматизация и

современные технологии. 1999. № 9.

4. Сабинин О.Ю., Зверев В.В. Символьная имитационное моделирование технических

систем. //Приборы и системы управления. 1997. №3.

5. Евтихеев Н.Н., Ран В.П. Интилектуальные системы поддержки принятия решения и

оптимизация управления в сложноорганизованных динамических объектах. //Приборы и

системы управления. 1997. № 3.

6. Лямкин А.А. Синтез правил управления сложными техническими системами.

//Приборы и системы управления. 1999. № 5.

7.Принципы построения составных сетей

     Автор: Амин Таеб

Эл.библиотека

Ссылки

Главная страница