Проектирование локальной сети

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 горизонтальных 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.

Каждая архитектура имеет свои преимущества, которые следует иметь в виду при выборе кабельной системы.

Неудобства, связанные с применением традиционных технологий, общеизвестны – сложность и дороговизна внесения изменений, малая надежность, высокая зависимость кабельной системы от применяемой сетевой технологии.

Неструктурированная кабельная система строится быстрее, но ее гораздо сложнее модернизировать. Неструктурированная проводка для локальных сетей и телефонии сохраняется без переоборудования в течение 3-5 лет, для систем наблюдения и контроля – в течение 2-3 лет. В то же время структурированная система строится основательно, как всякое долговременное сооружение. В структурированную кабельную систему закладывается структурная избыточность, предусматривающая дополнительные рабочие места, возможности перемещения оборудования и персонала. Избыточность СКС требует дополнительного количества кабеля, розеток, кросс-панелей. Однако дополнительные капитальные затраты, необходимые для создания СКС, быстро окупаются в процессе ее эксплуатации.

Преимущества СКС над обычными кабельными системами:

• для передачи данных, голоса и видеосигнала используется единая кабельная система;
• использование универсальных розеток на рабочих местах позволяет подключать к ним различные виды оборудования;
• оправдывают капиталовложения за счет длительного использования и эксплуатации сети;
• обладают модульностью и возможностями внесения изменений и наращивания без замены всей существующей сети;
• допускают одновременное использование нескольких различных сетевых протоколов;
• не зависят от изменений технологий и поставщика оборудования;
• используют стандартные компоненты и материалы;
• допускают управление и администрирование минимальным количеством обслуживающего персонала;
• позволяют комбинировать в одной сети волоконно-оптический и медный кабель.

Структурированная кабельная система состоит из совокупности пассивного коммуникационного оборудования. К такому оборудованию относятся:

• кабель (используемый как среда передачи данных СКС);
• розетки (используют как точки входа в кабельную сеть здания);
• коммутационные панели (используются для администрирования кабельных систем в коммутационных центрах этажей и здания в целом);
• коммутационные шнуры (используются для подключения офисного оборудования в кабельную сеть здания, организации структуры кабельной системы в центрах коммутации).

 

4. Обзор технологий подключения сети к Интернет

Конечная цель многих локальных сетей – организация совместного доступа в Интернет. Но сначала нужно определиться с каналом связи. При выборе надо задуматься, какие практические задачи он будет решать. Это поможет в будущем избежать многих лишних затрат и проблем. В идеале канал доступа к всемирной паутине должен отвечать следующим требованиям:

высокая скорость – возможность сохранять и отправлять большие объемы информации в кратчайшие сроки;

время доступа – в идеале компьютер вообще не должен отключаться от Интернет;

независимость – Интернет не должен мешать другим системам связи;

низкая цена – приемлемые цены на оборудование и само пребывание в Интернет;

простота установки – для подключения не должны требоваться специальные навыки.

На сегодняшний день существуют множество способов подключений к Интернету. В данном разделе мы опишем наиболее распространенные технологии, опишем их характеристики, выделим плюсы и минусы.

Коммутируемый доступ (dial-up) в Интернет с помощью модема является наиболее распространенным. Метод подключения показан на рисунке 1.13. До недавних пор это был вообще единственный доступный способ подключения к всемирной сети. Для работы требуется телефонная линия и во время работы она занята. Оплата при модемном доступе, как правило, повременная. Скорость в среднем 2-6 кб\сек. Этого достаточно для одновременной работы 2-3 пользователей. Если потребности ограничиваются получением и отправкой электронной почты то, возможно, и не потребуется что-либо другое.

Выделенная линия. Самая большая проблема в организации высокоскоростного доступа – это обеспечение линии связи между компьютерами сети и провайдером. Есть несколько путей её решения: использовать существующие коммуникации (телефонные линии, электропроводку, системы кабельного телевидения), прокладывать новые или пользоваться радиосвязью. Последнее, к сожалению, сильно ограничено из-за необходимости лицензировать частоту, к тому же на качество радиодоступа могут влиять помехи от других радиосетей (сотовых, гражданских радиостанций и т.д.), а прокладка новых линий связи - дело весьма дорогостоящее. До недавних пор, пожалуй, единственным способом обеспечить высокосортной канал связи с Интернет было создание выделенной линии.

 

Рисунок 1.10 – Технология подключения к сети Интернет Dial-up

 

Обеспечение канала по отдельной линии связи никак не связано с телефонной линией. Связь с Интернет обеспечивается круглосуточно. Выделенные линии бывают 2 типов:

1. аналоговые выделенные линии – представляют собой обычное модемное соединение. Скорость почти такая же, как и при обычной модемной связи, только отсутствуют обрывы соединения, и свободна телефонная линия. В настоящее время тональные выделенные линии практически не встречаются, уступив место более быстрым соединениям;
2. цифровые выделенные линии – высокоскоростной канал доступа в Интернет, цифровая линия, основанная на высокочастотной цифровой модуляции, принцип действия похож на xDSL. Пара медных проводов обеспечивает максимальную скорость около 1-2 Мбит. Можно использовать уже существующую телефонную линию, это гораздо дешевле, однако при этом вы потеряете возможность пользоваться обычным телефоном.

Если мы не лимитированы в средствах, то можно проложить выделенную линию на витой паре или даже оптоволокне, скорость такого соединения может составлять десятки Мбит, однако и цена – тысячи долларов. Это путь крупных предприятий и провайдеров. Оборудование и настройку системы обычно предоставляет провайдер. Установка выделенной линии обычно оправдана для сетей средних и крупных размеров.

В конце 80x годов прошлого века компания Bellcore разработала технологию xDSL (Digital Subscriber Line), которая позволяет создавать высокоскоростные линии доступа на базе существующих телефонных сетей. За прошедшие 20 лет технология и аппаратура непрерывно совершенствовалась, и к настоящему времени DSL-связь стала распространена повсеместно, успешно конкурируя с коммутируемым доступом и даже с выделенными линиями. Основа DSL – уплотнение телефонной линии. Дело в том, что пропускная способность пары медных проводов при голосовой и модемной связи используется менее чем на 20%. DSL-модем использует свободный спектр частот, данные передаются цифровыми потоками в диапазоне частот не используемых при аналоговой связи, поэтому телефон всегда свободен. Благодаря отсутствию аналого-цифровых преобразований, DSL обеспечивает максимальную скорость связи от 1 до 52 Мбит. Имея схожие черты с выделенными линиями, постоянный доступ и высокая скорость, DSL обходится гораздо дешевле, так как нет нужды прокладывать новые линии связи. Существует множество вариаций стандарта: ADSL, ADSL Lite, HDSL, VDSL и другие.

ADSL (Asymmetric DSL) – наиболее распространенный в России. Максимальная скорость получения данных – до 8 Мбит, отправки – до 1,5 Мбит.

Расстояние от абонента до АТС не должно превышать 3,5 километров, при увеличении расстояния связь сохранится, однако скорость будет падать.

Стандарт является асимметричным, поскольку скорость получения данных из Интернета выше скорости передачи. Это удобно для рядового пользователя, так как при обычной работе в Интернет преобладает получение информации, впрочем, если вы планируете строить Интернет сервер, это не слишком хорошо.

ADSL Lite – как следует  из названия – упрощенная вариация  обычного ADSL с более дешевым оборудованием  и сравнительно низкой скоростью  связи – не более 1 Мбит. К преимуществам  стандарта можно отнести большое расстояние (до 8 километров), на котором обеспечивается устойчивая связь.

HDSL, VDSL – это высокоскоростные  соединения, обеспечивающие связь  в несколько десятков Мбит  на расстоянии не более 1,5 километров.

Для нормальной работы DSL-канала необходимо, чтобы на линии помимо DSL-модема не находилось никаких других устройств.

Все телефоны, аналоговые модемы, автоответчики подключаются либо к самому DSL-модему, либо к сплиттеру-разветвителю, что идет вместе с ним. При этом общее число параллельных устройств не должно превышать 2-3. Так же совместно с DSL каналом недопустимо применять мини-АТС, так как это ведет к нарушению нормальной работы DSL канала, чаще всего с этим сталкиваются владельцы офисных ЛВС.

Есть 2 основных класса DSL-модемов – со встроенной Интернет-маршрутизацией и без неё. Подключение компьютеров локальной сети к Интернет через DSL модем показано на рисунке 1.14.

 

Рисунок 1.14 – Подключение компьютеров локальной сети к Интернет

через DSL модем

Если вы пользуетесь каналом единолично, то функции Интернет-маршрутизации не нужны. У таких модемов обычно интерфейс USB, реже PCI, они обеспечивают доступ в Интернет только компьютеру, к которому подключены. Разумеется, с помощью программных маршрутизаторов можно также обеспечить совместный доступ к Интернет. Однако для доступа в Интернет компьютер, к которому подключен DSL-модем, должен быть постоянно включен.

Спутниковый Интернет (SAT), это не самостоятельный вид доступа, а скорее дополнение к существующим видам. Спутниковая связь односторонняя, можно лишь получать данные из глобальной сети, но нельзя получить информацию, не отправив запрос. Вам потребуется дополнительный исходящий канал подключения к всемирной паутине для отправки данных. Схема ассиметричного спутникого Интернета изображена на рисунке 1.15.

Рисунок 1.15– Схема ассиметричного спутникого Интернета

 

Оплата за пользование каналом обычно производится либо за трафик, либо за используемую ширину канала передачи данных без учета количества скачанной информации. Стоимость оборудования для SAT связи сильно варьируется и зависит от размеров параболической антенны, который в свою очередь зависит от уровня сигнала в конкретной географической точке, который можно определить, зная зоны покрытия спутника.

Решение можно найти в виде комбинации SAT и DSL соединений, так как при работе по DSL оплачивается обычно только входящий трафик, который будет поступать по спутниковой линии. Данная связка обеспечивает максимальную скорость доступа при минимуме затрат при оплате трафика. Однако потребуется одновременно приобрести DSL-канал и спутниковое соединение, что может ударить по карману. Несмотря на достаточно высокую стоимость оборудования, данный вид доступа весьма привлекателен, как для предприятий, так и для индивидуальных пользователей, чья деятельность подразумевает интенсивное сохранение больших объемов данных из глобальной сети.

 

2. Проектирование и реализация локальной сети

1. Выбор топологии, технологии и структуры сети

Важность этого раздела связана как с необходимостью упорядочивания требований к создаваемой сети и ее отдельным составляющим для обеспечения возможности принятия в будущем взвешенных конкретных решений, так и с ее обоснованием. На этом этапе мы должны определиться с топологией проектируемой сети, выбрать технологию и описать структуру нашей сети. При выборе топологии сети нам необходимо найти компромисс между стоимостью сетевого оборудования и его производительностью, учесть возможный рост сети и подключения к сети дополнительного оборудования. Основными факторами, влияющими на выбор топологии для построения сети, являются:

• среда передачи информации;
• метод доступа к среде;
• максимальная протяженность сети;
• пропускная способность сети;
• метод передачи и др.

Существуют очень большое количество различных вариантов топологии. Сравним наиболее распространенные (базовые), чтобы выбрать наиболее подходящую топологию для нашего проекта сети. Шинная топология. В случае реализации шинной топологии все компьютеры связываются в цепочку путем подключения к магистральному кабельному сегменту.