Кабельные системы для локальных сетей Мосты и коммутаторы Протоколы транспортного уровня

Кабельные системы для локальных сетей. 

Концепция и преимущества структурированной кабельной системы.

Как уже отмечалось, структурированность - это неотъемлемая черта сети и на физическом уровне это свойство выражается в структурированности кабельной системы.

Согласно зарубежным исследованиям (журнал LAN Technologies) 70% времени простоев обусловлено проблемами, возникшими вследствие низкого качества применяемых кабельных систем. Поэтому так важно правильно построить фундамент сети - структурированную кабельную систему.

Структурированная кабельная система (Structured Cabling System, SCS) - это набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов, коннекторов, кроссовых панелей и шкафов), а также методика их совместного использования, которая позволяет создавать регулярные, легко расширяемые структуры связей в вычислительных сетях.

Рассмотренные в предыдущих разделах протоколы нижних уровней транспортной подсистемы и базовые топологии физических связей в сегментах локальных сетей, в которых реализуются эти протоколы, позволяют сделать вывод: между различными стандартами есть много общего по отношению к используемой физической основе сети - кабельной системе. Большинство стандартов, как старых, так и новых, использует три основных типа кабелей - неэкранированную витую пару (UTP), экранированную витую пару (STP) и многомодовый оптоволоконный кабель. При этом практически все стандарты используют иерархические древовидные структуры физических связей между конечными станциями и концентраторами, независимо от выполняемых концентраторами функций. Поэтому возможно создание на основе этих видов кабелей такой кабельной системы внутри здания или в пределах комплекса зданий, которую путем перекоммутации кабелей в специальных кроссовых

секциях и шкафах можно было гибко и без больших дополнительных затрат приспосабливать в течение 5 - 10 лет к изменяющейся структуре сети и появляющимся новым протоколам.

Кабельная система такого типа всегда будет обладать некоторой долей избыточности. Так, в каждой комнате здания должно быть разведено достаточное количество оконечных розеток, к которым подключаются сетевые адаптеры компьютеров, даже если в настоящее время в таком количестве розеток и нет необходимости. Эти ненужные розетки могут никуда не подключаться, но быть подведенными к ближайшему кроссовому шкафу, чтобы подключиться к новому концентратору, когда это станет необходимо. Начальная избыточность

структурированной кабельной системы окупится достаточно быстро, так как стоимость наращивания кабелей и розеток в действующей кабельной системе всегда выше, чем их установка в период установки всей кабельной системы.

Кроме того, желание получить ясную структуру кабельной системы также приводит к избыточности, так как здесь иногда приходится жертвовать элегантным, но отклоняющимся от общей схемы решением, в пользу избыточного, но единообразного решения.

Преимущества структурированной кабельной системы:

• Универсальность. Структурированная кабельная система при продуманной организации может стать единой средой для передачи компьютерных данных в локальной вычислительной сети, организации локальной телефонной сети, передачи видеоинформации и даже передачи сигналов от датчиков пожарной безопасности или охранных систем. Это позволяет автоматизировать многие процессы по контролю, мониторингу и управлению хозяйственными службами и системами жизнеобеспечения.

• Увеличение срока службы. Срок морального старения хорошо структурированной кабельной системы может составлять 8-10 лет.

Рис. 16.9. Корпоративная сеть на продуктах 100 VG-AnyLAN

• Уменьшение стоимости добавления новых пользователей и изменения их мест размещения. Стоимость кабельной системы в основном определяется не стоимостью

кабеля, а стоимостью работ по его прокладке. Поэтому более выгодно провести однократную работу по прокладке кабеля, возможно с большим запасом по длине, чем несколько раз выполнять прокладку, наращивая длину кабеля. Это помогает быстро и дешево изменять структуру кабельной системы при перемещениях персонала или смене приложений.

• Возможность легкого расширения сети. Структурированная кабельная система является модульной, поэтому ее легко наращивать, что позволяет легко и ценой малых затрат переходить на более совершенное оборудование, удовлетворяющее растущим требованиям к системам коммуникаций.

• Обеспечение более эффективного обслуживания. Структурированная кабельная система облегчает обслуживание и поиск неисправностей по сравнению с шинной кабельной системой.

• Надежность. Структурированная кабельная система имеет повышенную надежность поскольку обычно производство всех ее компонентов и техническое сопровождение осуществляется одной фирмой-производителем.

Кластеризация серверов

Кластеризация в некотором смысле напоминает RAIDсистему, однако она более совершенна. Для обеспечения отказоустойчивости и повышения производительности в методе кластеризации вместо создания массивов RAID применяется создание массивов серверов.

Кластеризация реализуется разными методами, которые отличаются как функциональными средствами, так и технологиями связывания и взаимодействия серверов. В функциональном отношении кластеры подразделяются на три основных типа.

• Активный/активный.

• Активный/резервный (standby).

• Отказоустойчивый.

В принципе, ту или иную поддержку отказоустойчивости обеспечивают кластеры любого типа, однако ее уровень и скорость, с которой функции отказавшего сервера передаются другому, зависят от типа кластера.

В кластере типа активный/активный все серверы непрерывно функ ционируют и обслуживают пользователей. При отказе любого сервера остальные серверы (или сервер) продолжают управлять своей рабочей нагрузкой и, кроме того, принимают на себя рабочую нагрузку отказавшего. На передачу нагрузки отказавшего сервера остальным серверам кластера уходит 15—90 с. В кластере типа активный/резервный один из серверов обслуживает запросы пользователей либо выполняет иные задачи, а второй ждет отказа этого сервера. Это отнюдь не уменьшает время восстановления после сбоя (failover time): при отказе первого сервера для передачи его рабочей нагрузки второму попрежнему необходимо 15—90 с. (При передаче рабочей нагрузки резервному серверу все соединения и сеансы, исполняемые им, завершаются.)

Выбор кабеля для различных подсистем. В состав любой кабельной системы входят кабели различных типов, каждый из которых имеет свою область или области назначения.

Общим правилом является использование в горизонтальных подсистемах неэкранированной витой пары. За рубежом во многих зданиях имеется неиспользуемая телефонная проводка витой пары.

Примеры промышленных структурированных кабельных систем К числу наиболее распространенных структурированных кабельных систем относятся кабельная система, разработанная компанией IBM, Cabling System, AT&T - Premises Distributed System и SYSTIMAX, а также кабельная система корпорации Digital Equipment -OPEN DECconnect.

Многосегментные локальные сети. Структуры и средства. 

Применение концентраторов.Основные функции концентраторов неразрывно связаны с тем протоколом канального уровня, который данный концентратор поддерживает.

Часто в модульных концентраторах, рассчитанных на подключение большого количества узлов, шасси содержит несколько независимых шин для объединения портов модулей в единый повторитель.

Применение мостов и коммутаторов. Мосты и коммутаторы позволяют улучшить время реакции сети в тех случаях, когда имеются ярко выраженные области локализации трафика, то есть интенсивность трафика между компьютерами одного подмножества компьютеров сети намного выше интенсивности трафика между этим подмножеством и другими компьютерами сети.

Мосты, работающие по протоколу Source Routing. Мосты этого типа применяются для соединения колец Token Ring и FDDI, хотя для этих же целей могут использоваться и прозрачные мосты.

Мосты с маршрутизацией от источника имеют по отношению к прозрачным мостам и преимущества, и недостатки (таблица 16.2).

Транслирующие мосты выполняют преобразование из одного протокола канального уровня в другой. Такой метод имеет преимущества - меньше накладные расходы, так как не нужно передавать два заголовка канального уровня, станции другой сети становятся доступными.

В отличие от таких новых технологий как АТМ, технология коммутации сохраняет аппаратуру и алгоритмы работы оборудования канального уровня в конечных узлах, что и обеспечило ей большой успех.

Первые персональные компьютеры представляли собой, по сути, пус тые ящики, в которых находились всего лишь системная плата, память и дисковод. Даже жесткий диск считался дополнительным оборудованием. Так было десять лет назад. Однако по мере совершенствования компьютеров все большее число устройств, до того считавшихся дорогостоящим допол нительным оборудованием, становились частью стандартного профиля аппаратных средств. По мере того, как все большее число устройств начинало входить в стандартную комплектацию компьютера, возникала своеобразная проблема: какие же устройства следует считать периферийными, а какие — нет. Например, принтер — безусловно, периферийное устройство, но к чему отнести привод компактдисков? А жесткий диск?
Концепция и преимущества структурированной кабельной системы