Технологии локальных сетей Token Ring, FDDI Структура кабельных подсистем Активное оборудование. - презентация

1 Технологии локальных сетей Token Ring, FDDI Структура кабельных подсистем Активное оборудование

2 Технология Token Ring

3 Метод маркерного доступа

4 Цели разработчиков технологии: Повысить битовую скорость передачи данных до 100 Мб/с. Повысить отказоустойчивость сети за счет стандартных процедур восстановления ее после отказов различного рода - повреждения кабеля, некорректной работы узла, концентратора, возникновения высокого уровня помех на линии и т.п. Максимально эффективно использовать потенциальную пропускную способность сети как для асинхронного, так и для синхронного (чувствительного к задержкам) трафиков. Технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

5 Использование кольцевой топологии для реакции на отказ/обрыв

6 Протоколы FDDI

7 Элементы сети FDDI

8 Пример реакции на обрыв

9 Структура кабельных подсистем Здание офисов Главный коммуникационный центр Подсистемы кампуса Горизонтальные подсистемы Вертикальные подсистемы Горизонтальные подсистемы

10 Кабельная система этажа Вертикальная подсистема Горизонтальная подсистема Рабочие места RJ-45 UTP Голос, видео Концентратор Кросс Этаж 3 Этаж 2 оптоволокно UTP Данные UTP

11 Увеличения срока службы. Если все рабочие места уже оснащены розетками для подключения компьютеров, то срок морального старения будет составлять 8-10 лет. Уменьшение стоимости добавления новых пользователей. Стоимость кабельной системы: 5-6% от стоимости сети. Основная доля - работы по прокладке кабеля. Возможность легкого расширения сети из-за модульности. Новая подсеть не оказывает влияние на существующие. Более эффективное обслуживание (поиск и локализация неисправностей). Соединение сегментов с помощью концентраторов - централизация коммуникационного оборудования. Преимущества структурированной кабельной системы

12 Выбор типа кабеля для горизонтальных подсистем Выбор: ¨ экранированная витая пара ¨ неэкранированная витая пара ¨ коаксиальный кабель ¨ оптоволоконный кабель ¨ беспроводные линии связи Характеристики, учитываемые при выборе: ¨ полоса пропускания ¨ расстояние (затухание) ¨ защищенность данных от несанкционированного доступа ¨ электромагнитная помехозащищенность ¨ стоимость

13 Характеристики кабеля Перекрестные наводки между витыми парами (Near End Crosstalk, NEXT) Перекрестные наводки между витыми парами представляют собой результат интерференции электромагнитных сигналов, возникающих в двух витых парах. Величина NEXT зависит от частоты передаваемого сигнала - чем выше величина NEXT, тем лучше (для неэкранированной витой пары категории 5 показатель NEXT должен быть не менее 27 Дб при частоте 100 МГц). Затухание (Attenuation). - потеря мощности электрического сигнала при его распространении по кабелю, измеряется в децибелах на метр. Для кабеля категории 5 при частоте 100 МГц затухание не должно превышать 23,6 Дб на 100 м. Импеданс (волновое сопротивление). Импеданс - это полное (активное и реактивное) сопротивление в электрической цепи. для коаксиальных кабелей, используемых в стандартах Ethernet, импеданс кабеля должен составлять 50 Ом UTP и 120 Ом STP Ом ¨ Активное сопротивление. Активное сопротивление - это сопротивление постоянному току в электрической цепи. Для неэкранированной витой пары категории 5 активное сопротивление не должно превышать 9,4 Ом на 100 м. ¨ Емкость - Для кабельных систем категории 5 значение емкости не должно превышать 5,6 нФ на 100 м.

14 Неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair, UTP) Недорогой кабель С ним просто работать Имеется большой опыт использования в телефонных системах (за рубежом) Может использоваться как для передачи голоса, так и данных Удовлетворительная электромагнитная защищенность Стал основным типом кабеля для сетей отделов Поддерживается большей частью сетевых стандартов Волновое сопротивление 100 Ом Категория 3: до 16 МГц Категория 4: до 20 Мгц Категория 5: до 100 Мгц Категория 5+: до Мгц – не стандартизовано Категория 6: до 250 Мгц – не стандартизовано Категория 7 (экран): до 600 Гц – не стандартизоано

15 Волоконно-оптический кабель Одномодовое волокно ( мкм) - полоса пропускания до нескольких ГГц ¨ Многомодовое волокно (50, 62.5 мкм) - полоса пропускания около 500 МГц Большие расстояния (до 100 – 200 км для одномодового кабеля) Отличная помехозащищенность Не создает помех Используется для передачи данных, видео и голоса Отличная защита от несанкционированного доступа (при отводе резко возрастает затухание сигнала) Дорог сам по себе, высокая стоимость соединения кабеля с разъемом Поддерживается большинством сетевых стандартов. Для горизонтальных подсистем используется пока редко из-за стоимости Внешняя защитная оболочка Оптоволокно Стеклянная оболочка

16 Активное оборудование физического и канального уровней локальных сетей Сетевые адаптеры - обеспечивают сопряжение узлов сети (компьютеров) с линиями связи. ¨ Повторители (repeaters) - работают на физическом уровне, улучшают физические характеристики сигналов, удлиняют связи в сети ¨ Концентраторы (hubs) - центральными узлы обмена информацией между несколькими конечными станциями сети сегмента сети. Выполняют функции повторителя. ¨ Мосты (bridges) - локализуют трафик внутри сегментов сетей. Передают пакет с порта на порт только тогда, когда МАС-адрес принадлежит этому порту Коммутаторы (switching) мосты - осуществляют одновременную передачу пакетов между всеми парами портов по алгоритму моста

17 - Устройства, которые на физическом уровне повторяет (и, как правило, улучшает их электрические характеристики: форму, мощность) сигналы, пришедшие на вход одного из портов: на всех остальных портах (Ethernet) К другому повторителю... Концентратор: повторитель + дополнительные функции Повторители (repeaters) и концентраторы (hubs)

18 Конструктивы коммуникационных устройств Шасси С фиксированным набором портов (Standalone) Стек устройств

19 Стековые концентраторы

20 Многосегментные концентраторы Ethernet 1 Ethernet 2 Ethernet 3

21 Логическая структуризация локальных сетей Преимущества деления сетей на подсети и сегменты: Сегментация уменьшает общий сетевой трафик. Подсети увеличивают гибкость сети. Подсети повышают безопасность данных. Подсети упрощают управление сетью.

22 Мосты и коммутаторы 2-го уровня Позволяют логически структурировать сеть на сегменты с локализацией трафика Работают на канальном уровне – поддержка любых протоколов сетевого уровня (IP, IPX) Только древовидная топология сети

23 Мосты (transparent bridge)

24 Коммутаторы локальных сетей Разделяемая среда: на станцию приходится 10 / N Мбит/с Коммутатор: параллельная обработка потоков от портов на станцию приходится 10 Мбит/с

25 Структура коммутатора Kalpana

26 Передача кадров через коммутационную матрицу

27 Полудуплексный режим работы порта коммутатора – half duplex

28 Полнодуплексный режим работы порта коммутатора – full duplex Одновременная передача кадров в двух направлениях

29 100 Мб/с 400 Мб/с Транк

30 Переполнение буфера порта из-за несбалансированности трафика

31 Управление потоком в коммутаторах А. В полудуплексном режиме Обратное давление – создание коллизий Агрессивное поведение коммутатора В. В полнодуплексном режиме Команды XON - XOFF

32 Реализация коммутаторов 1. Коммутационная матрица

33 Реализация коммутаторов 2. Общая шина

34 Реализация коммутаторов 3. Разделяемая память

35 Реализация коммутаторов 4. Комбинированный подход

36 Применение коммутаторов в рабочих группах

37 Сеть здания на коммутаторах

38 Виртуальные локальные сети Virtual LAN, VLAN VLAN1 VLAN2 VLAN3 Цель: построение полностью изолированных подсетей логическими средствами VLAN – домен распространения бродкастов

39 VLAN на одном коммутаторе Задание VLAN – группировка портов

40 VLAN на нескольких коммутаторах Проблема задания VLAN на нескольких коммутаторах с помощью группировки портов: сколько VLAN – столько портов для межсоединений

41 VLAN на нескольких коммутаторах Способы решения проблемы: 1.Группировка MAC-адресов – большой объем ручной работы в крупных сетях 2.Использование меток: Фирменные решения Стандарт IEEE Q/p Заголовок Ethernet Priority N VLAN Data поля Q/p 3 бита 12 бит