|
Реферат: Проект информационно-вычислительной сети Мелитопольского межрайонного онкологического диспансера (Программирование)
6. Обзор литературы.
6.1 Современные технологии электронно-вычислительных сетей.
6.1.1 Компьютер как средство общения.
За последнее десятилетие персональный компьютер прошел длинный путь
развития от отдельно стоящего вычислительного устройства до информационного
центра, интегрированного в глобальные компьютерные сети, и становится
центром деловой активности. Компьютеры используются для отправки факсов и
электронной почты, для доступа к базам данных и корпоративным сетям, и даже
для проведения телеконференций между удаленными пользователями. Как
результат резкого роста производительности - увеличение спроса на мощные
компьютерные приложения. Поэтому многие компании работают над созданием
аппаратных и программных решений, которые смогут объединить вычислительные
и коммуникационные возможности компьютера. Стремление улучшить компьютерные
средства связи является основной задачей в области развития технологий в 90-
е годы. Такой подход характеризуется значительной технологической
взаимозависимостью между компьютером и растущей пропускной способностью
средств связи. Чем больше пропускная способность канала связи, тем более
производительным должен быть компьютер для обработки данных, проходящих по
этому каналу. И чем более мощный процессор - тем более производительный
канал связи требуется для передачи данных.
6.1.2 Направления развития компьютерных коммуникаций.
Компьютерная индустрия претерпела существенные изменения с момента
появления компьютера в 1981 году. Сегодня процессор более, чем в 300 раз
превосходит по производительности первый процессор 8088. Дизайн компьютера
также изменился, дополняя возможности микропроцессора новыми стандартными
функциями. Например, многие сегодняшние компьютеры поставляются с быстрой
шиной PCI, которая способствует быстрой работе мультимедиа-приложений
благодаря быстрой скорости передачи данных между процессором, жестким
диском и видео адаптером, что приводит к снижению времени ожидания при
работе с графикой. В то же время, подход к использованию компьютера
пользователями тоже изменился. Компьютер эволюционировал от заменителя
пишущей машинки до сетевого информационного устройства с более, чем 10
миллионами новых компьютеров, добавляемых каждый год. Быстро развиваются
средства связи, работающие в режиме on-line, с более, чем 31 миллионом
пользователей электронной почты в США и 20 миллионами подписчиков сети
Internet по данным на 1993 год. Значительное увеличение количества
пользователей означает, соответственно, и рост количества сообщений,
передаваемых по сетям; мощные возможности сегодняшних компьютеров приводят
к увеличению объема и сложности передаваемых сообщений, которые содержат
теперь самые разные типы данных. Однако такое увеличение объема информации
приводит к перегрузке сети. Для удовлетворения растущих потребностей
технология электронных коммуникаций постоянно совершенствуется.
6.1.3 Построение средств коммуникации.
Основные технологии, которые связывают сегодня компьютеры, - это
аналоговые модемы, локальные вычислительные сети и цифровые сети ISDN
(Integrated Services Digital Network). Среди других технологий, которые
должны стать единой сетевой архитектурой будущего, выделяются: сети с
асинхронным режимом передачи Asynchronous Transfer Mode (ATM) и кабели с
широкой полосой пропускания.
6.1.4 Модемы.
Наиболее широко распространенным средством связи сегодня являются
аналоговые телефонные линии. Поэтому очевидно, что модемы, связывающие ПК
через телефонную линию, имеют наибольшее распространение среди
коммуникационных технологий.
Модемы широко применяются для таких приложений, как передача факсов и
доступ к информации в режиме on-line. Пропускная способность модемов
увеличилась от начальных 300 baut (бит в секунду) до 14.4Kbps. Развитие
технологии расширяет возможности модемов еще больше.
6.1.4.1 Модемы V.34
Модемы нового класса V.34 работают на скорости 28.8Kbps, что в два
раза больше, чем скорость работы большинства существующих сегодня модемов.
Для гарантии надежной передачи информации на этой скорости, модемы V.34
используют совершенную технологию установления соединения для работы на
максимально возможной скорости. Когда два модема V.34 связываются друг с
другом, они проверяют качество телефонной связи. Если по какой-либо причине
линия не может поддерживать скорость работы 28.8Kbps с допустимым
количеством ошибок, модемы снижают скорость соединения.
6.1.4.2 Модемы DSVD для одновременной
передачи голоса и данных.
Модемная технология, применяемая в устройствах стандарта V.34,
использует возможности DSVD. Intel вместе с другими производителями
работает над созданием спецификации DSVD, которая позволит передавать и
данные и голосовую информацию по единой телефонной линии. Когда обе
соединяющиеся стороны работают по этому стандарту, становится возможным
обсуждение содержимого факса в момент его передачи, документа в процессе
его редактирования, или даже можно шутить во время интерактивной
компьютерной игры - не используя вторую телефонную линию. Необходимо будет
сделать один телефонный звонок, так как модемы с одновременной передачей
голоса и данных разделяют телефонный канал на два виртуальных: один для
передачи голоса, а второй - данных и графики.
Патентованные версии модемов, поддерживающих одновременную передачу
голоса и данных, уже существуют. Однако пользователи должны иметь
одинаковое оборудование с обеих сторон соединения. Спецификация DSVD
направлена на устранение этого неудобства, поскольку все модемы, отвечающие
этому стандарту, будут совместимы.
6.1.5 Локальные сети.
Наиболее широко распространенной технологией, применяемой сегодня,
являются локальные вычислительные сети, которые связывают пользователей в
пределах офиса или предприятия. Изначально сети применялись для разделения
ресурсов, позволяя множеству систем печатать документы на одном принтере,
например. Сегодня применение компьютерных сетей достигло такого уровня, что
многие компании ведут на их основе всю деловую деятельность. Пользователи
обмениваются файлами и совместно работают с приложениями с помощью сетей, а
также работают с электронной почтой и распределенными базами данных.
Большинство установленных сегодня сетей основаны на стандарте
Ethernet, обеспечивающем скорость передачи данных всего 10 мегабит в
секунду. Этот показатель производительности не менялся с момента появления
стандарта Ethernet в начале 1970-х годов - в то время, как
производительность микропроцессора увеличилась более, чем в 300 раз.
Поэтому сегодня многие пользователи испытывают неудобство от неадекватной
производительности в 10 Mbps. Эти проблемы будут увеличиваться с ростом
объемов данных, генерируемых растущим количеством сетевых пользователей, на
более мощных компьютерах, при использовании новых приложений.
6.1.5.1 Fast Ethernet.
Даже хотя сетевые проблемы возникают достаточно часто, многие компании
не спешат с принятием решения, связанного с переходом на полностью новую
технологию с резким увеличением пропускной способности. Для решения этой
проблемы Intel и более 40 других сетевых компаний сформировали в июле 1993
года альянс Fast Ethernet. Основной задачей этого союза является разработка
открытой для всех спецификации и активное внедрение нового стандарта Fast
Ethernet за счет выпуска широкого спектра совместимого оборудования.
Fast Ethernet - это перспектива модернизации для пользователей
Ethernet, обеспечивающая скорость обмена данными в 100 Mbps, что в 10 раз
быстрее возможностей сегодняшнего стандарта Ethernet. Fast Ethernet
поддерживает протокол передачи Ethernet - "контроль несущей с разрешением
коллизий" (CSMA/CD), который позволяет пользователю на короткий промежуток
времени получить контроль над пропускной способностью всей сети. Если к
сети одновременно обращаются несколько пользователей, метод CSMA/CD решает
эту проблему, заставляя пользователей повторить запрос через случайный
интервал времени. Оставляя неизменным протокол доступа к среде стандарта
Ethernet. Fast Ethernet сохраняет средства, вложенные в оборудование,
программное обеспечение и средства управления сетью.
6.1.5.2 Коммутируемый Ethernet.
Другим решением проблемы пропускной способности сетей является
принятие технологии коммутируемого Ethernet - коммутируемых концентраторов
вместо разделяемых, которые широко применяются сегодня. Разделяемый
концентратор подобен шоссе с одной полосой для движения всех пользователей,
что объясняет возникновение "дорожных пробок" при повышении нагрузки на
сеть. Кроме того, все станции сети должны работать на одинаковой скорости
(10 или 100 Мбит соответственно).
Коммутируемый концентратор выделяет каждому пользователю полную
пропускную способность сети. Коммутируемая сеть в данном случае аналогична
скоростному многорядному шоссе, где каждая машина имеет свою собственную
полосу для движения. Коммутируемый концентратор может применяться для
увеличения скорости передачи данных как в сетях Ethernet, так и Fast
Ethernet.
В настоящее время коммутационную Ethernet-технологию можно условно
разделить на две основных составляющих - на статическую и динамическую
коммутацию.
6.1.5.2.1 Статическая Ethernet-коммутация.
Статическая Ethernet-коммутация преднозначена для упрощения процедур
добавления новых и передвижения старых узлов (рабочие станции, персональные
компьютеры, концентраторы и так далее), а также внесения различного рода
изменений в конфигурацию сети. Все эти операции приобретают все большую
степень автоматизации и выполняются с помощью соответствующего программного
обеспечения.
Статическая коммутация выполняется сетевым администратором на его
рабочей станции. Каждый раз, когда сетевому администратору требуется каким-
либо образом переконфигурировать вверенную ему сеть (добавить новые узлы,
перенести рабочие станции из одного сегмента в другой и так далее), он
обращается к услугам программы сетевого контроля и управления. Причем,
чтобы осуществить необходимые изменения в сети, кроме этой операции от него
больше ничего не требуется. Пользователь либо устройство, таким образом,
могут быть перенесены из одного сетевого сегмента на другой и будут
оставаться там до тех пор, пока у руководства компании или сетевого
менеджера не возникнут новые идеи по использованию сетевых ресурсов. Чем
чаще такие мысли возникают у людей, эксплуатирующих сеть, тем выгоднее
становится использование технологии статической коммутации.
Статическая коммутация подразделяется на два класса: статическая
коммутация порта и статическая модульная коммутация.
6.1.5.2.2 Динамическая Ethernet-коммутация.
В отличие от описанной технологии статической коммутации динамическая
Ethernet-коммутация приводит к автоматическому увеличению пропускной
способности сети. Идея динамической коммутации абсолютно проста - она
аналогична идее, заложенной в АТС, где одновременно происходит динамическое
соединение многих пар абонентов, которые общаются между собой, не
подозревая о существовании других таких же "собеседников". Конечно,
телефонная служба здесь рассматривается в идеале, без учета ужасного
состояния нашей телефонной сети, когда, к примеру, к двум беседующим вдруг
неожиданно может подключиться еще пара абонентов. Это может являться
прекрасным примером телеконференции.
В общем случае работу динамического коммутатора можно
проиллюстрировать следующим образом. Пакет, передаваемый рабочей станцией
или каким-либо другим сетевым устройством, соединенным с портом
коммутатора, рассматривается коммутатором для выделения MAK-адреса
устройства назначения и MAK-адреса источника. Затем он создает выделенную
линию с пропускной способностью 10 Мбит/с, по которой проходит передача
пакета от порта источника в порт предназначения. В то же самое время может
быть создано еще несколько выделенных каналов обмена, которые будут
работать независимо друг от друга. Важно отметить, что пакет не передается
всем узлам сети, как это было принято в обычной Ethernet. Такого рода
отличие позволяет избежать коллизий в сети и значительно увеличить ее
эффективность. Кроме того, косвенно обеспечивается большая степень
безопасности и конфиденциальности передаваемых между участниками обмена
данными. Таким образом, пользователь получает полную пропускную способность
обычной сети Ethernet, что является достаточным для большинства
существующих приложений, таких как "клиент-сервер", передача
видеоизображений и даже мультимедиа.
Динамическая Ethernet-коммутация подразделяется на динамическую
коммутацию портов и динамическую коммутацию сегментов.
При динамической коммутации портов к коммутатору на один порт
подключается одна-единственная рабочая станция или другое сетевое
устройство, то есть узлу сети достается собственный порт. В этой схеме
работы каждый компьютер получает выделенное свободное от коллизий
соединение на 10 Мбит/с с любым другим сетевым узлом.
Динамическая коммутация сегментов функционально очень похожа на
динамическую коммутацию портов. Но в данном случае к каждому коммутируемому
порту подключается сегмент обычной Ethernet-сети.
6.1.6 ISDN.
Один из способов преодоления ограничений пропускной способности
аналоговой телефонной сети - передача по существующим каналам оцифрованных
данных. ISDN (Integrated Services Digital Network) - реализация этой идеи.
ISDN перекодирует информацию в цифровой вид и пересылает ее на высокой
скорости по существующим медным проводам, снижая стоимость передачи данных,
голоса, графики и видео информации.
ISDN предлагает цифровые возможности для дома и офиса с доступом к
глобальной телекоммуникационной сети. Передача информации в сетях ISDN
включает комбинацию двух стандартных каналов, "В" и "D". Каналы "В"
(bearer) передают информацию со скоростью 64 Кбод каждый, в то время как
каналы "D" (data) обрабатывают сигнальную информацию, установление
соединения независимо. Возможно также объединить каналы "В" для увеличения
канала пропускания.
ISDN предлагает решение начального уровня для отдельных соединений:
стандартный интерфейс BRI, предлагающий два канала "В" по 64 Кбод для
голоса и данных и один канал "D" 16 Кбод для передачи сигнальной
информации. Первичный интерфейс PRI, более широко используемый крупными
корпорациями, поддерживает 23 канала "В" по 64 Кбод каждый. PRI применяется
для установления высокоскоростного соединения в корпоративных сетях.
6.1.7 АТМ - сетевая технология будущего.
Технология АТМ первоначально разрабатывалась телефонными компаниями
для поддержки их коммуникаций и должна была стать основой для
унифицированной передачи любого типа информации.
АТМ имеет высокую эффективность и гибкость в разработке и
функционировании сетей. АТМ поддерживает особую иерархию сигналов для
работы на очень высоких скоростях. Такая иерархия позволяет пользователям
АТМ-сети постоянно наращивать скорость передачи.
АТМ-технология не ограничена по наращиваемости и может иметь любую
архитектуру. Возможности АТМ ограничиваются только технологическими
возможностями современной промышленности. До появления АТМ сети не могли
бесконечно расширяться не только по технологическим причинам, но и из-за
ограничений архитектуры.
Технология АТМ - это транспортный механизм, ориентированный на
установление соединения для передачи разнообразной информации. Она
обеспечивает высокоэффективную связь и большую гибкость в построении
гомогенных сетей, где связь между узлами сети требуется независимо от их
физического местоположения. Независимо от типа и скорости передачи
информации сеть АТМ не может быть перегружена.
6.1.8 Использование среды с широкой полосой пропускания.
Рост производительности персонального компьютера и широкое внедрение
скоростных сетевых технологий ведут в результате к стремительному развитию
компьютерных приложений. Эти приложения объединяют возможности телефонных
коммуникаций и достижения в области компьютерных технологий и позволяют
пользователям совместно работать над одними и теми же данными одновременно,
и даже визуально общаться со своим собеседником с помощью видеоконференций.
6.1.9 Интеграция компьютера и телефона.
Одним из наиболее многообещающих примеров слияния компьютерной и
коммуникационной технологий является интеграция телефона и компьютера CTI.
Также известная под термином компьютерная телефония, CTI означает, что
компьютер берет на себя функции управления телефоном, такие как набор
номера, установления соединения, и может использовать цифровую информацию,
полученную от телефона, для генерации подходящего ответа в различных
приложениях.
Телефонные центры крупных корпораций уже долгие годы используют
"умную" компьютерную телефонию: когда заказчик набирает телефонный код
корпорации на кнопочной клавиатуре, информация о клиенте немедленно
поступает на компьютер оператора. Однако для большинства людей возможности
телефонии ограничены голосовыми функциями. Очень скоро это может серьезно
измениться благодаря стандартам на компьютерную телефонию. Эти стандарты
описывают режимы управления соединением: компьютер управляет набором
номера, ответом на звонок, передачей данных и проведением конференций, а
также предоставляет пользователям доступ к дополнительным возможностям
цифровых телефонных сетей в среде PBX (private branch exchange).
Схема работы CTI основана на том, что 12-ти клавишной клавиатуры
цифрового телефона достаточно для управления интерфейсом связи. Например,
цифровые системы PBX имеют набор дополнительных возможностей, большинство
которых не используется из-за того, что никто не может запомнить сложные
комбинации набора клавиш, активизирующих эти возможности. Объединение
клавиатуры цифрового телефона с клавиатурой компьютера и графическим
интерфейсом позволит максимально использовать возможности цифровых
телефонных сетей.
Одним из наиболее мощных приложений CTI является универсальный
почтовый ящик, который позволит объединять голосовую почту, факссообщения и
электронную почту в одной программе, доступ к которой будет возможен через
простой графический интерфейс пользователя. Пользователи больше не будут
прослушивать непрерывную последовательность голосовых сообщений или искать
пропущенную страницу в хаотично разбросанных факс сообщениях. Универсальный
почтовый ящик будет хранить все сообщения в цифровом виде, включая
информацию об авторе сообщения и его длине. Пользователи смогут
просматривать сообщения в любом удобном для них порядке, приостанавливать
проигрывание звукового файла, ускоренно перематывать вперед и назад или
пропускать отдельные сообщения путем нажатия на кнопки экрана.
6.1.10 Персональные конференции.
В сегодняшних условиях люди должны быть в состоянии эффективно
работать друг с другом, находятся ли они в одном здании или в разных точках
земного шара. Но не всегда люди могут лично встретиться для обсуждения
деловых проблем, и в то же время совещания не всегда являются наиболее
эффективным способом совместной работы, особенно когда большое количество
информации, предназначенной для выработки решения, хранится на компьютерах
в различных офисах.
Одним из решений поставленной проблемы может стать система
персональных видеоконференций на базе персонального компьютера.
Персональные конференции позволят людям совместно работать, используя
настольные компьютеры, немедленно устанавливая соединение и обмениваться
данными, не выходя из-за своего рабочего стола.
Система объединяет широкий спектр возможностей, начиная от обмена
документами до совместной работы в одном и том же приложении с передачей
видео и звуковой информации в реальном масштабе времени. Обмен документами
позволит людям совместно работать с различной информацией, используя
"разделяемый блокнот", устанавливая соединение с помощью обычного модема.
При работе с документом любая его часть, например, любая картинка может
быть выделена и отредактирована в реальном масштабе времени с помощью
клавиатуры и мыши. При совместном редактировании документа можно
воспользоваться технологией "разделения приложения", которая предназначена
для выполнения одной и той же программы на различных компьютерах.
"Разделение приложений" важно в тех случаях, когда обе соединяющиеся
стороны не имеют одни и те же программы на своих компьютерах, или их версии
различаются. Видео конференции позволят проводить "личные" встречи.
Компьютерные конференции свяжут людей с помощью видео реального времени,
при этом параллельно стороны смогут обмениваться документами и работать с
одним и тем же программным приложением.
Для ускорения принятия стандарта на персональные конференции Intel
сформировал специальную группу Personal Conferencing Work Group (PCWG).
PCWG - это объединение более ста компьютерных и телекоммуникационных
компаний, чья задача состоит в определении открытого стандарта для
совместимости различных продуктов для проведения персональных конференций.
В результате PCWG разработала спецификацию на персональные конференции
Personal Conferencing Specification (PCS) - открытый для всех документ,
который определяет архитектурные особенности для проведения конференций и
установления соединения между персональными компьютерами. Основные
особенности PCS включают:
-открытый стандарт, который интегрирует видео возможности в
компьютерные приложения;
-независимость от среды передачи, работа в сетях LAN, ISDN, и на
аналоговых телефонных сетях;
-совместная работа со многими системами, сетями и продуктами.
Объединив свои усилия, компании скоро представят на рынок широкий
спектр продукции, с помощью которой пользователи смогут связываться друг с
другом более эффективно.
6.2 Основы проектирования сети.
Перед тем как разрабатывать сеть, администратор должен понять, какие
подсистемы объединяются и как построить из них систему с оптимальной
производительностью и управляемостью.
Понятие сетевая архитектура подразумевает многое из того, что можно
найти в словаре под словом архитектура. Сетевая архитектура имеет отношение
и к проектированию и построению сети, и к науке, искусству или профессии
проектирования и построения сетей, и к конструкции и взаимодействию
отдельных компонентов сети. Но лучше всего сетевую архитектуру
характеризует термин framework. В словаре Webster's II New Riverside
University Dictionary приводится несколько значений слова framework;
пожалуй, наиболее подходящее из них - каркас, костяк, поддерживающая или
несущая конструкция, используемая как основа сооружения.
Сетевую архитектуру можно понимать как поддерживающую конструкцию или
инфраструктуру, лежащую в основе функционирования сети. Данная
инфраструктура состоит из нескольких главных составляющих, в частности
компоновка или топология сети, структурированные кабельные системы и
соединительные устройства - мосты, маршрутизаторы и коммутаторы. Проектируя
сеть, необходимо принимать во внимание каждый из этих сетевых ресурсов и
определить, какие конкретно средства следует выбрать и как их надо
распределить по сети, чтобы оптимизировать производительность, упростить
управление оборудованием и оставить возможности для последующего роста.
6.2.1 Структурированные кабельные системы.
Структурированная кабельная система (СКС) представляет собой
иерархическую кабельную систему здания или группы зданий, разделённую
структурные подсистемы. СКС состоит из набора медных и оптических кабелей,
кросс панелей, соединительных шнуров, кабельных разъёмов, модульных гнезд,
информационных розеток и вспомогательного оборудования. Все перечисленные
элементы интегрируются в единую систему и эксплуатируются согласно
определённым правилам.
СКС обеспечивает подключение локальной АТС, одновременную работу
компьютерной и телефонной сети, охранно-пожарной сигнализации, управление
различными инженерными системами зданий и сооружений с использованием общей
среды передачи, а также предоставляет возможность гибкого изменения
конфигурации кабельной сети. При перемещении необходимого для работы
оборудования достаточно сделать соответствующую перекоммутацию цепей на
кросс панелях.
В 70-80-е годы кабельные сети организаций наращивались постепенно.
Объём проводки увеличивался по мере роста числа подключаемых устройств.
Сетевые соединения были довольно простыми: «звезда», «кольцо», «шина». В
последние годы требования, предъявляемые к кабельным системам, существенно
изменились. Современные кабельные системы должны быть хорошо спланированы и
тщательно структурированы. Быстрое развитие новых технологий открыло
возможности для передачи различных видов информации с использованием общей
коммуникационной среды. Внедрение совместной передачи речи и данных,
начавшиеся в 80-е годы и базировавшееся на цифровом подходе, явилось важным
этапом в процессе развития технологий совместной передачи различных видов
информации. Дальнейшая интеграция систем связи голоса, данных и видео с
системами контроля здания усилила необходимость применения
структурированного подхода к кабельным системам.
Современная кабельная система должна обеспечивать Функционирование
компьютерных сетей. В отличие от эпохи централизованной обработки и
хранения информации с использованием майнфреймов современная компьютерная
сеть стала частью структуры предприятия, главной магистралью для движения
информационных потоков. Локальная сеть обеспечивает подключение
персональных компьютеров к файловым серверам и другим источникам данных;
она не является отдельной информационной службой, а органически вплетается
в структуру организации.
Современная кабельная система должна обеспечивать передачу информации
со скоростью, превышающей 100 Мбит/с. В дальнейшем скорость передачи в
локальных сетях будет возрастать и превысит 100 Мбит/с; уже сейчас имеются
данные, позволяющие говорить о достижении в самое ближайшее время скорости
передачи 1 Гбит/с.
6.2.1.1 Компоненты структурированных кабельных систем.
Современные структурированные кабельные системы допускают
использование следующих типов кабелей: коаксиальные; экранированные с
витыми парами из медных проводников (Shielded Twisted Pair - STP);
неэкранированные с витыми парами из медных проводников (Unshielded Twisted
Pair - UTP); оптические (Fiber Optic Cable). Коаксиальный кабель бывает
двух типов: толстый (thick) и тонкий (thin).
Толстый кабель дает более надежную защиту от внешних шумов, он
прочнее, но требует применение специального отвода (прокалывающего разъёма
и отводящего кабеля) для подключения компьютера или другого устройства.
Тонкий кабель (типа RJ-58) передает информацию на более короткие
расстояния, однако он дешевле и использует более простые BNC-соединители.
Витая пара - это изолированные проводники, попарно свитые между собой
минимально необходимое число раз на определённом отрезке длины, что
требуется для уменьшения перекрёстных наводок между проводниками.
Оптоволоконный кабель, для передачи информации по которому
используется свет, позволяет передавать информацию на большие расстояния с
высокой скоростью, однако он значительно дороже, сложнее в установке и
обслуживания. Кабель состоит из волокон диаметром в несколько микрон,
окружённых твёрдым покрытием и помещенных в защитную оболочку. Первые
оптоволоконные кабеля изготовлялись из стекла, в настоящее время
разработаны кабели на основе пластиковых волокон. Источником
распространяемого по оптическим кабелям света является светодиод, а
кодирование информации осуществляется изменением интенсивности света. На
другом конце кабеля принимающий детектор преобразует световые сигналы в
электрические.
Коаксиальный кабель обеспечивает передачу видеосигналов и
низкоскоростную передачу данных посредством протоколов типа Ethernet. К его
недостаткам относятся большие размеры, вес, негибкость, трудность прокладки
и сравнительно низкая скорость передачи данных.
Кабели на витых парах характеризуются меньшими потерями сигнала при
передачи на высоких частотах и меньшей чувствительностью к злектромагнитным
помехам по сравнению с коаксиальными кабелями.
STP-кабели, обладая хорошими техническими характеристиками,
обеспечивают высокую скорость передачи информации, необходимую для
поддержки современных приложений. Основными недостатками STP-кабелей
являются высокая стоимость, относительно большие размеры, трудность
прокладки, заземления и соединения с кроссовым оборудованием.
UTP-кабели занимают главное место в современной проводке для локальных
сетей, что обусловлено быстрым улучшением характеристик кабеля и
потребностью в однотипной проводке для различных приложений. Основными
достоинствами UTP-кабелей являются низкая себестоимость, легкость
инсталляции, отсутствие требований к заземлению и небольшие размеры.
6.2.1.2 UTP-кабели категорий 3, 4 и 5.
UTP-кабели бывают трёх различных категорий - категории 3, 4 и 5.
Кабели категории 3 обеспечивают передачу речи и низкоскоростную передачу
данных со скоростью до 10 Мбит/с; категории 4 - передачу речи и данных со
скоростью до 25 Мбит/с; категории 5 - передачу всех речевых сигналов и
сигналов данных, в том числе в высокоскоростных локальных сетях, со
скоростью до 155 Мбит/с.
6.2.1.3 Одно- и многомодовый оптоволоконные кабели.
Имеются два типа оптических кабелей - с одно- и многомодовыми
волокнами. Одномодовый кабель может передавать данные на большие
расстояния, чем многомодовый; имеет меньший диаметр, однако намного дороже.
Исходя из соображений экономической эффективности и совместимости с
основанным на оптике сетевым оборудованием, в абсолютном большинстве
случаев применяется многомодовое волокно. Одномодовое волокно следует
использовать для передачи данных на большие расстояния (более 2 км) или при
необходимости очень высокой широкополостности.
6.2.1.4 Сравнение UTP-кабелей с оптоволоконными.
В настоящее время наиболее распространены структурированные кабельные
системы, использующие ту или иную комбинацию UTP- и оптических кабелей.
Выбор соответствующей комбинации должен учитывать преимущества каждого типа
кабеля. Оценки некоторых сильных сторон систем, базирующихся как на UTP-
кабелях категории 5, так и на оптических кабелях, приведены в таблице 1.
|Критерий сравнения |Категория 5 |Оптическая |
| |UTP | |
|Диапазон приложений со скоростями до 155 |*** |* |
|Мбит/с | | |
|Диапазон приложений со скоростями 155 Мбит/с|* |*** |
|- 1 Гбит/с | | |
|Излучение/подверженность влияниям |* |*** |
|Простота установки |*** |** |
|Полоса пропускания/темп передачи |** |*** |
|Стоимость электроники для приложений со |*** |* |
|скоростями до 155 Мбит/с | | |
|Стоимость электроники для приложений со |* |*** |
|скоростями более 155 Мбит/с | | |
|Проверка установленной системы |* |** |
Примечание: *** - наилучшее, ** - лучшее, * - хорошо.
Табл.1 Сравнительная таблица некоторых характеристик
UTP-кабелей категории 5 и оптических кабелей.
6.2.1.5 Типы кроссовых панелей.
Неотъемлемым элементом структурированных кабельных систем являются
кроссовые панели (Cross Connect Panel), обеспечивающие коммутацию
соединений кабелей горизонтальной и вертикальной проводки с портами
активного сетевого оборудования (концентраторов, маршрутизаторов и т.д.).
Существуют два основных типа кроссовых панелей. К первому относятся
панели с врезными контактами, разработанные телефонными компаниями для
коммутации сотен и тысяч соединений, как правило аналоговых. Контакты в
этом соединителе относятся к типу IDC (Insulation Displacement Connector -
соединитель со сдвигом изоляции). Лезвия контакта разрезают провода при
вставке, обеспечивая тем самым электрическое соединение с жилой провода и
фиксацию провода в контакте.
Ко второму типу относятся модульные панели, специально разработанные
для передачи данных. Эти панели имеют модульные гнезда для кабелей
различных типов, например: RJ-45 для UTP; BNC для тонкого коаксиального
кабеля; ST или SC для оптоволоконного кабеля и т.д. Такие гнёзда
используются также и в современных сетевых устройствах (концентраторах и
маршрутизаторах).
Панели с врезными контактами дешевле модульных и обеспечивают большую
гибкость и плотность соединения. Однако заделка проводов в них требует
специальных инструментов и определённых навыков. Кроме того, существуют
некоторые ограничения на число повторных заделок проводов в контакты с
целью перекоммутации электронных цепей. Как правило, один и тот же контакт
можно использовать не более 250 раз. Правда, необходимость в таком
количестве перекоммутаций на практике возникает крайне редко. Для
перекоммутации соединений на модульных панелях не нужны специальные навыки,
и проводить её можно до 750 раз с помощью стандартных соединительных
шнуров.
6.2.1.6 Стандарт EIA/TIA-568A.
Важнейшим событием в истории развития СКС явилось принятие в июле 1991
года в США стандарта EIA/TIA-568. В августе 1991 года этот стандарт был
дополнен документом TSB-36 для UTP-кабелей категорий 4 и 5. В августе 1992-
го был опубликован документ TSB-40, в котором определены характеристики
соответствующего соединительного оборудования. В январе 1994 года стандарт
TSB-40 был заменён стандартом TSB-40A. В октябре 1995 года вместо стандарта
EIA/TIA-568 был принят новый - EIA/TIA-568А, включивший стандарты TSB-36 и
TSB-40A.
Принятие стандарта EIA/TIA-568А преследовало следующие цели:
. определить основные характеристики кабельного оборудования, которые
должны будут поддерживаться различными производителями;
. предоставить возможность для проектирования и установки структурированных
кабельных сетей;
. определить технические характеристики для различных конфигураций
кабельных систем.
В стандарте EIA/TIA-568А даны рекомендации по проектированию и
установке СКС, составу и параметрам вертикальной и горизонтальной проводки,
соединительных шнуров, типу используемых соединителей.
6.2.1.7 Рекомендации по проектированию и установке СКС.
. архитектура проводки - звезда;
. максимальное число иерархических уровней проводки -2;
. соединения пита «шина» не допускаются;
. необходимо избегать прокладки кабеля и установки кроссовых панелей вблизи
источников электромагнитного и радиоизлучения;
. заземление должно удовлетворять требованиям, определённым в стандарте
EIA/TIA-607.
К применению допускаются кабели следующих типов:
. четырёхпарный из неэкранированных витых пар с волновым сопротивлением 100
Ом и поперечным сечением 24 или 22 AWG1. Максимально допустимая длина для
передачи голосовых приложений - 800 м, для передачи данных - 90 м;
. двухпарный из экранированных витых пар с волновым сопротивлением 150 Ом,
с максимальной допустимой длиной для передачи данных - 90 м;
. оптоволоконный многомодовый с волокнами диаметром 62,5/125 мкм.
Максимально допустимая длина - 2000 м;
. оптоволоконный одномодовый с волокнами диаметром 62,5/125 мкм.
Максимально допустимая длина - 3000 м.
6.2.1.8 Рекомендации по составу
и параметрам горизонтальной проводки.
. четырёхпарный из неэкранированных витых пар с волновым сопротивлением 100
Ом и поперечным сечением 24 AWG;
. двухпарный из экранированных витых пар с волновым сопротивлением 150 Ом;
. оптоволоконный многомодовый с волокнами диаметром 62,5/125 мкм.
Длина горизонтальной проводки независимо от типа кабеля и вида используемых
приложений не должна превышать 90 м. Следует отметить, что допускается
также использование коаксиального (типа RJ-58) кабеля с волновым
сопротивлением 50 Ом. Однако использовать этот тип кабеля не рекомендуется.
Ожидается, что он будет включён в следующей версии стандарта.
6.2.1.9 Соединительные шнуры.
Максимально допустимая длина соединительных шнуров:
. для главного кросса системы - 20 м;
. для главного кросса здания - 20 м;
. для этажных кроссов - 6 м;
. для рабочих мест - 3 м.
6.2.1.10 Типы используемых соединителей.
. модульный восьмиконтактный соединитель типа RJ-45 (разводка кабеля может
быть сделана двумя способами: TIA-568А; TIA-568В соответствующей
спецификации АТ&Т);
. соединитель для двухпарного кабеля из экранированных витых пар (известен
как Mtdia Interface Connector (MIC) или как IBM Data Connector);
. оптический соединитель типа 568С.2.
6.2.1.11 Технические характеристики медных и оптических кабелей
Характеристики медных кабелей из неэкранированных витых пар приведены
в таблице 2.
Характеристики оптоволоконного многомодового кабеля с волокнами
диаметром 62,5/125 мкм приведены в таблице 3.
|Характеристика |Категория 3|Категория 4|Категория |
| | | |5 |
|Электроёмкость (при 20(), нФ |20 |17 |17 |
|Сопротивление при постоянном токе, не|9,4 |9,4 |9,4 |
|более, Ом | | | |
|Асимметрия сопротивлений в паре, % |5 |5 |5 |
|Емкостная асимметрия «пара-земля», пФ|328 |328 |328 |
|Волновое сопротивление, Ом, на | | | |
|частоте |102(15% |102(15% |102(15% |
|772 кГц |100(15% |- |- |
|1-16 МГц |- |100(15% |- |
|1-20 МГц |- |- |100(15% |
|1-100 МГц | | | |
|Структурные возвратные потери, дБ, на| | | |
|частоте |12 |21 |- |
|1-10 МГц |- |- |23 |
|1-20 МГц |10 |19 |- |
|16 МГц |- |18 |- |
|20 МГц |- |- |21 |
|32,25 МГц |- |- |18 |
|62,5 МГц |- |- |16 |
|100 МГц | | | |
|Затухание, дБ, на частоте | | | |
|1 МГц |7,8 |6,5 |6,3 |
|4 МГц |17 |13 |13 |
|10 МГц |30 |22 |20 |
|16 МГц |40 |27 |25 |
|20 МГц |- |31 |28 |
|100 МГц |- |- |67 |
|Переходное затухание на ближнем | | | |
|конце, дБ, на частоте | | | |
|1 МГц |41 |56 |62 |
|4 МГц |32 |47 |53 |
|10 МГц |26 |41 |47 |
|16 МГц |23 |38 |44 |
|20 МГц |- |36 |42 |
|100 МГц |- |- |32 |
Табл.2 Таблица характеристики медных кабелей из неэкранированных
витых пар
|Длина волны (мм) |Максимальное |Полоса |
| |затухание (дБ/км) |пропускания |
| | |(МГц/км) |
|850 |3,75 |160 |
|1300 |1,5 |500 |
Табл.3 Таблица характеристики оптоволоконного многомодового кабеля
с волокнами диаметром 62,5/125 мкм
|Длина волны (мм) |Максимальное |
| |затухание (дБ/км) |
|850 |3,75 |
|1300 |1,5 |
Табл.4 Таблица характеристики оптоволоконного одномодового кабеля с
волокнами диаметром 8,3/125 мкм
6.2.1.12 Архитектуры структурированных кабельных систем.
Существуют два варианта архитектуры проводки: традиционная архитектура
иерархической звезды и архитектура одноточечного управления.
Архитектура иерархической звезды может применяться как для группы
зданий, так и для одного отдельно взятого здания. В первом случае
иерархическая звезда состоит из центрального кросса системы, главных
кроссов зданий и горизонтальный этажных кроссов. Центральный кросс связан с
главными кроссами зданий при помощи внешних кабелей. Этажные кроссы связаны
с главным кроссом здания кабелями вертикального ствола.
Во втором случае звезда состоит из главного кросса здания и
горизонтальных этажных кроссов, соединенных между собой кабелями
вертикального ствола.
Архитектура иерархической звезды обеспечивает максимальную гибкость
управления и максимальную способность адаптации системы к новым
приложениям.
Архитектура одноточечного администрирования разработана для
максимальной простоты управления. Обеспечивая прямое соединение всех
рабочих мест с главным кроссом, она позволяет управлять системой из одной
точки, оптимальной для расположения централизованного активного
оборудования. Администрирование в одной точке обеспечивает простейшее
управление цепями, возможное благодаря исключению необходимости кроссировки
цепей во многих местах. Архитектура одноточечного администрирования не
применяется для группы зданий.
6.2.2 Объединение локальных сетей.
Кроме кабельной системы неотъемлемым компонентом любого проекта сети
является сетевое оборудование, особенно в том случае, если требуется
повысить производительность сети в целом, предусмотреть расширение сети без
снижения производительности или соединить отдаленные участки сети. Мосты,
маршрутизаторы и коммутаторы позволяют увеличить количество устройств,
объединенных в сеть, и сегментировать трафик для увеличения
производительности. Кроме того, отдаленные участки сети часто соединяются с
помощью маршрутизаторов, и поэтому они часто выполняют еще и функции
брандмауэра. Понимание различий между устройствами и особенностей
соответствующей архитектуры помогает определить, когда эти устройства
следует использовать и на каких участках сети они должны располагаться.
Мосты применяются для соединения подобных или одинаковых локальных
сетей, причем они прозрачны для протоколов сетевого уровня, например IPX и
IP. Сети, соединенные мостами, - физически раздельные сети, но логически
они образуют единую сеть. Это означает, что правила прокладки кабелей
применяются к каждой отдельной сети, а не ко всем сразу, протоколами же
сетевого уровня данные сети рассматриваются таким образом, как будто бы это
единая сеть.
Мосты сегментируют поток данных: он пропускает только трафик,
адресованный устройствам по другую сторону моста. Поскольку мосты не
пропускают локальный поток данных, они позволяют существенно снизить общий
поток данных в сети, состоящей из нескольких локальных сетей.
С другой стороны, мосты имеют тот недостаток, что они передают
широковещательные пакеты канального уровня. При некоторых обстоятельствах -
неисправность оборудования и даже ошибки в программном обеспечении - это
чревато возникновением постоянного потока широковещательных пакетов, что
приводит к состоянию, именуемому лавиной пакетов (packet storm). Поскольку
мосты передают все эти пакеты, они могут заполонить сеть целиком, серьезно
снизив производительность.
Некогда мосты были наиболее распространенным методом объединения
локальных сетей. В настоящее время, в результате технического
усовершенствования маршрутизаторов, их использование сократилось. Многие
производители оснастили маршрутизаторы функциями мостов: такое устройство
работает, как маршрутизатор по отношению к пакетам поддерживаемых
протоколов и как мост по отношению к остальным. Все же в среде, где
применяются немаршрутизируемые протоколы, в частности LAT фирмы Digital
Equipment или некоторые протоколы фирмы IBM, мосты широко распространены до
сих пор.
Мосты соединяют идентичные локальные сети, а маршрутизаторы -
однородные или разнородные локальные сети, например Ethernet с Arcnet. Эти
устройства работают с сетевыми протоколами, такими как IP и IPX. Как и
мосты, маршрутизаторы разделяют сеть физически; отличие же состоит в том,
что при использовании маршрутизаторов сеть разделяется на части также и на
логическом уровне. Поскольку маршрутизаторы не передают широковещательных
пакетов на канальном уровне, они обеспечивают высокую степень сегментации.
Кроме сегментации, маршрутизаторы обеспечивают резервные пути между
сетями, поддерживают функции брандмауэра и предоставляют экономичный доступ
к глобальным сетям. Резервные пути повышают отказоустойчивость сети - если
один маршрутизатор не исправен, используется другой. Многие маршрутизаторы
могут также фильтровать данные в зависимости от информации из заголовка
пакета: отправителя или получателя, данных о маршруте, типе кадра
канального уровня и типе пакета сетевого уровня. Фильтрация этого типа
позволяет реализовать брандмауэр между сетями.
Поскольку маршрутизаторы могут соединять разнородные сети, они хорошо
подходят для использования в глобальных сетях, где разнородные каналы
глобальных сетей (например Т-1 и frame relay) соединяют разнородные
локальные сети. В частности, Internet представляет собой огромную сеть из
разнородных сетей, связанных маршрутизаторами.
Подобно мостам, маршрутизаторы пропускают только поток данных,
адресованный другой стороне. Это значит, что внутренний трафик одной
локальной сети не влияет на производительность другой. На самом деле
маршрутизаторы рассылают (направлено или широковещательно) и информацию о
маршрутизации, поэтому непроработанный протокол маршрутизации (такой как
Router Information Protocol, RIP), использовавшийся в первых версиях
NetWare фирмы Novell) в крупной сети может привести к генерации заметного
широковещательного потока данных. (Сейчас RIP заменен гораздо более
эффективным протоколом NetWare Link Services Protocol.)
Маршрутизаторы - это чаще всего либо нестандартные, специализированные
компьютеры, либо программное обеспечение, работающее на компьютере общего
назначения - обычно сетевом сервере. Специализированные маршрутизаторы
зачастую обеспечивают лучшую производительность и более гибкое управление
ресурсами, чем программные маршрутизаторы, однако производительность
последних, как правило, вполне достаточна, а стоят они дешевле.
На первых порах маршрутизаторы уступали мостам по производительности и
даже заработали себе репутацию источника узких мест в сети. Однако
производительность современных маршрутизаторов, даже программных, часто
существенно превосходит пропускную способность каналов связи локальных и
глобальных сетей, которые они соединяют.
6.2.2.1 Коммутаторы.
Коммутаторы разработаны для решения проблемы недостаточной
производительности сети из-за нехватки пропускной способности и наличия
узких мест. Однако в противовес общему мнению и шумихе в рекламных
изданиях, коммутаторы не панацея от всех проблем с производительностью и
обеспечением связи в сети.
Коммутатор сегментирует сеть на меньшие коллизионные домены (в среде
Ethernet) или на меньшие кольца (в среде Token Ring), в результате каждая
конечная станция получает большую долю суммарной пропускной способности.
Эти устройства, по существу, - мосты со множеством портов. Подобно мостам,
они направляют пакеты из одной сети в другую. Используемые в коммутаторах,
интегральные схемы специального назначения (Application-Specific Integrated
Circuit, ASIC) объединяют функции одного или нескольких мостов. Поэтому
коммутатор обеспечивает довольно высокую производительность всех портов при
относительно низкой цене за порт.
Кроме внутренних компонентов на производительность коммутаторов влияют
еще две характеристики - способ передачи и буферизации пакетов. Некоторые
коммутаторы ожидают получения всего пакета целиком перед тем, как передать
его дальше. Этот способ называется коммутацией с промежуточной буферизацией
(store-and-forward). Другие коммутаторы используют метод сквозной
коммутации (cut-through).
Коммутатор со сквозной коммутацией начинает пересылать пакет сразу же
после того, как получит адрес получателя. Этот процесс приводит к гораздо
меньшим задержкам, чем в случае промежуточной буферизации, - 40 мкс вместо
1,2 мс на пакет размером 1518 байт. Сквозная коммутация уменьшает время
ожидания, но зато получатель будет получать и поврежденные пакеты.
Коммутатор с промежуточной буферизацией записывает приходящий пакет в
память, затем проверяет его на наличие ошибок с помощью циклического
избыточного кода (CRC). Буферизация пакетов увеличивает время ожидания, но
уменьшает количество дефектных пакетов и число коллизий, снижающих
производительность сети.
Однако метод передачи с буферизацией чреват другими проблемами.
Например, при интенсивном трафике буферы могут переполниться. Если все
доступные буферы заполнены, коммутатор отбрасывает приходящие пакеты, что
резко снижает производительность, поскольку протоколы верхних уровней,
обнаруживая пропажу пакетов, требуют повторной передачи. Это приводит к
задержкам в работе сети, которые обычно исчисляются секундами и заметны
пользователям. Частично данная проблема решается увеличением размера
буферов.
Для коммутаторов с промежуточной буферизацией характерны еще и
проблемы нехватки памяти. Как мосты, так и коммутаторы поддерживают таблицы
сетевых адресов для маршрутизации пакетов. Если буфер адресов заполняется,
и мост, и коммутатор или игнорируют новые адреса, отбрасывая пакеты, им
адресованные, или отказываются от ранее записанных адресов, освобождая
место для новых. В любом случае работа сети страдает. Здесь также может
помочь расширение буферов адресов, но при этом увеличатся задержки при
передаче пакетов.
Существуют и гибридные коммутаторы. Сначала они работают как сквозные
коммутаторы и, проверяя CRC, следят за количеством возникающих ошибок.
Когда число ошибок достигает определенного порога, коммутаторы начинают
работать как коммутаторы с буферизацией и продолжают работать в таком
режиме, пока количество ошибок не снизится. Потом коммутаторы вновь
возвращаются к методу сквозной коммутации. Данные коммутаторы называются
пороговыми (threshold detection), или адаптивными.
Коммутация может осуществлятся как для отдельных узлов, так и для
целых сегментов сети. Коммутация для индивидуальных узлов приводит к
созданию доменов из одного компьютера, фактически исключая коллизии в таком
сетевом сегменте. Коммутация для сетевых сегментов, состоящих из нескольких
узлов, снижает вероятность коллизий.
Большинство коммутаторов также позволяет соединять низкоскоростные
сети, например Ethernet на 10 Мбит/с, с высокоскоростными сетями - Fast
Ethernet, 100VG-AnyLAN и FDDI. Этот подход часто используется при
соединении низкоскоростных сетей рабочих групп с высокоскоростными
магистральными сетями.
Коммутаторы имеют несколько существенных недостатков. Подобно мостам,
они пересылают широковещательные пакеты и почти не обеспечивают защиту от
лавин пакетов. Кроме того, устройства сквозной коммутации пересылают
дефектные или неполные пакеты, а устройства с буферизацией перестают
пропускать пакеты при повышении интенсивности трафика.
6.2.2.2 Виртуальные локальные сети.
Появление сетевых коммутаторов привело к формированию такого подхода в
организации сетей, как виртуальная локальная сеть, или VLAN. В соответствии
с большинством определений, VLAN состоит из подмножества сетевых
коммутируемых соединений, объединенных коммутатором в отдельную логическую
сеть или коллизионный домен. Иными словами, узлы одной виртуальной сети не
видят узлы другой несмотря на то, что все узлы физически соединены с одним
коммутатором. Разные виртуальные сети можно связывать между собой с помощью
маршрутизатора.
Одно из назначений виртуальной сети - отделить общедоступную сеть от
сетей закрытого доступа. Эта идея широко разрекламирована, однако практика
показывает, что такими системами довольно трудно управлять. Кроме того, в
виртуальных локальных сетях тяжело устранять неисправности -
диагностические устройства одного домена не могут видеть устройства другого
в принципе.
6.2.2.3 Что выбрать: мост, маршрутизатор или коммутатор?
И мосты, и маршрутизаторы, и коммутаторы полезны каждый на своем
месте. Как уже отмечалось, мосты лучше всего подходят для использования в
сетях с немаршрутизируемыми протоколами, такими как LAT. Если необходимо
ограничить поток широковещательных пакетов, обеспечить резервные пути и
интеллектуальную рассылку пакетов, реализовать фильтрацию пакетов или
связаться с глобальной сетью, то следует использовать маршрутизаторы.
Вообще говоря, лучше всего они подходят для сегментирования сетей,
содержащих 200 и более пользователей.
Коммутаторы полезны для повышения производительности сети. Они
способны устранить в ней только узкие места - повысить производительность
сервера, диска или программного обеспечения коммутаторы не могут. Кроме
того, коммутатор непосредственно не улучшает пропускную способность сети,
он только разгружает определенный ее участок за счет сегментации, что
действительно может повысить производительность в данном месте. Если же в
сети много пользователей пытается получить доступ к одному и тому же
серверу, то повышению производительности будет способствовать создание
высокоскоростного канала между этим сервером и коммутатором - при условии,
конечно, что именно это и есть узкое место сети.
6.2.2.4 Централизованные или распределенные?
Большинство корпоративных сетей - это объединение сетей подразделений
меньшего масштаба. Для облегчения управления и увеличения контроля за
вычислительными ресурсами некоторые организации размещают все сетевые
ресурсы централизованно. Это можно сделать, например, посредством установки
компактной магистрали (collapsed backbone), когда все сетевые
соединительные устройства - мосты, коммутаторы, маршрутизаторы -
сосредоточены в одном месте. Другой путь - сосредоточить все сетевые
сервисы в одной точке.
В конфигурации с компактной магистралью сетевое оборудование (серверы,
мосты, коммутаторы и маршрутизаторы) сосредоточены в одном месте. Несмотря
на то что этот подход облегчает управление, он чреват потерей всего
оборудования при аварии в центральном узле.
Консервативные отделы информационных услуг, где любят контролировать
все что можно, приветствуют централизацию. Однако организации, привыкшие
передавать контрольные функции на уровень подразделений, зачастую
предпочитают распределять ресурсы. Преимущества и недостатки есть и у
первого, и у второго подхода.
В распределенной сети сетевое оборудование размещено вблизи
индивидуальных рабочих групп. Однако такой подход усложняет управление
сетью.
С точки зрения информационной безопасности в централизации, существует
определенный смысл: когда все ресурсы в одном месте, гораздо легче их
контролировать и получить к ним физический доступ. Есть определенная выгода
как в плане эксплуатации, так и в плане обслуживания этих ресурсов,
поскольку все устройства, нуждающиеся в ремонте, находятся в одном и том же
месте. Если все задачи управления решаются одной группой информационных
систем, то централизация ресурсов существенно облегчает их решение.
Что касается предотвращения аварий и перспективы восстановления
работоспособности, централизация ведет к уязвимости. Например, даже
небольшой пожар в серверном зале может вывести из строя все компьютерные
ресурсы. В случае распределения главных компонентов - в том числе серверов
и маршрутизаторов - по разным точкам, есть шанс, что авария в одной части
здания не повлияет на ресурсы, находящиеся в другой.
Централизованный подход к управлению сетью может вызвать проблемы и у
пользователей, поскольку он часто приводит к долгим часам простоя при
модернизации и устранении причин аварии. Технический персонал подразделения
быстрее реагирует на подобные проблемы, чем персонал централизованного
отдела информационных услуг.
Преимущество децентрализованного подхода в том, что число компонентов,
могущих выйти из строя, ограничено. Отказ в одном из распределительных
шкафов или на магистрали не влияет на работу сети в целом - страдает только
данный участок. То же самое касается размещения маршрутизаторов и серверов:
когда ресурсы расположены вблизи пользователей, вероятность того, что
проблемы с сетевой магистралью (с каким-либо одним распределительным
шкафом; с одной из комнат, где размещено оборудование и т. д.) повлияют на
всех пользователей, снижается. Недостаток же децентрализованного подхода
заключается в том, что в этом случае централизованное обслуживание
затруднено, и обеспечение эффективной безопасности требует несколько
большего внимания и усилий при планировании.
Независимо от того, какой подход используется (централизованный или
распределенный), сегментация сети с помощью маршрутизаторов помогает
избежать широковещательных лавин и других проблем, сказывающихся на всей
сети в целом.
6.3 Методы исследования эффективности ЛВС и их моделирование.
Локальные вычислительные системы относятся к категории сложных
систем. Наиболее существенные их черты:
. наличие единой цели функционирования для всей системы;
. многообразие функций, реализуемых системой и направленных на
достижение заданной цели функционирования;
. большое число информационно связанных и взаимодействующих элементов,
составляющих систему; возможность деления системы на подсистемы,
цели и функционирование которых подчинены общей цели;
. иерархическая структура связи подсистем и иерархия показателей
качества функционирования системы;
. наличие в управлении системе (подсистемах) и высокая степень его
автоматизации;
. устойчивость к воздействию внешних и внутренних возмущающих факторов
и наличие ( в той или иной степени) само | |
