сеть на линуксе. Алексей Старовойтов СанктПетербург бхвпетербург 2006 удк 681 06 ббк 32. 973. 202 С77
 Скачать 7.49 Mb.
|
|
VLAN (Virtual LAN — виртуальных локальных сетей), локализует широко- вещательные сообщения в рамках одной виртуальной сети. Иными словами, виртуальная сеть образует широковещательный домен (broadcast domain). Технология создания виртуальных сетей закреплена в стандарте 802.1Q. С точки зрения администратора создание виртуальной сети заключается в назначении порту коммутатора номера той или иной сети. Можно назвать следующие основные преимущества VLAN: повышение производительности в каждой сети за счет локализации тра- фика; возможность гибкого изменения структуры сети программными средст- вами; изоляция сетей друг от друга на гибкой основе. Технология VLAN широко используется для построения крупных сетей, так как позволяет создавать полностью изолированные сети на основе про- граммной коммутации. Это создает возможности гибкой перестройки сети без использования физической перекоммутации (изменение коммутации на кросс-панелях или панелях концентраторов и коммутаторов) (рис. 3.11). Отмечается также защита от широковещательного шторма. В случае, если по какой-либо причине одна из сетей "затоплена" широковещательными сообщениями, работа остальных виртуальных сетей нарушена не будет. 52 ×àñòü II. Ïðîêëàäêà êàáåëüíîé ñèñòåìû Ðèñ. 3.11. Ïîñòðîåíèå âèðòóàëüíûõ ñåòåé íà áàçå êîììóòàòîðà 3.10. Ìåòîäèêà îöåíêè íåîáõîäèìîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòè êîììóòàòîðà Исходными данными для расчета необходимой производительности комму- татора являются данные о трафике между узлами сети. Если сеть уже суще- ствует, то такие данные можно получить путем пассивного слежения за се- тью при помощи специальных программ. Если сеть только проектируется, то источником информации может послужить подобная сеть. В самом худ- шем случае собираются данные по трафикам отдельных приложений и сум- мируются. На данном этапе необходимо уже четко представлять себе, на Ãëàâà 3. Àïïàðàòóðà ëîêàëüíûõ ñåòåé 53 каком узле какое приложение будет работать и какой трафик оно будет ге- нерировать. Производительность будем оценивать в байтах в секунду. Как вы знаете, производительность коммутаторов оценивается в кадрах в секунду. Причем оценка идет для кадра минимальной длины (64 байтов). Из них данные за- нимают именно 46 байтов. Поэтому для перевода байт/с в кадр/с необходи- мо разделить на число байтов в одном кадре минимальной длины, а именно на 46. Обозначим трафик от узла i к узлу j через Pij. Тогда на коммутатор с архи- тектурой "общая шина" накладываются следующие ограничения: Общая производительность коммутатора должна быть больше суммар- ной интенсивности всего трафика ∑ > ij P В противном случае коммутатор не будет справляться с потоком кадров, и они будут отбрасываться. Производительность каждого порта (пусть это порт с номером k) комму- татора должна быть не меньше трафика через этот порт: • для полудуплексного общая производительность ∑ ∑ + > kj ik P P ; • для полнодуплексного общая производительность ) ( 2 ∑ ∑ + × > kj ik P P Производительность общей шины должна быть больше средней интен- сивности суммарного трафика ∑ > ij P Производительность процессора каждого порта не меньше интенсивно- сти трафика через порт. Помимо приведенных, на производительность коммутаторов влияет размер адресной таблицы: недостаточность служит причиной дополнительных за- держек, тратится дополнительное время на обновление. Важную роль играет и объем буфера порта для временного хранения дан- ных. Буфер сглаживает пульсации трафика. Если он будет маленьким, то кадры потеряются, что вызовет необходимость их повторной передачи. Ãëàâà 4 Ïðîåêòèðîâàíèå êàáåëüíîé ñèñòåìû В предыдущих главах мы рассмотрели протокол TCP/IP и его функциони- рование, изучили теоретические принципы построения IP-сетей, основные стандарты и их технические характеристики. В этой главе будут рассмотре- ны основы проектирования кабельной системы сети. 4.1. Ëîãè÷åñêàÿ ñòðóêòóðèçàöèÿ ñåòè è êàáåëüíàÿ ñèñòåìà Нормальная работа сети зависти от того, насколько грамотно проведен этап проектирования сети, ее логической структуры и кабельной системы. Так что построение структурированной кабельной системы (СКС) — объектив- ная необходимость на сегодняшний день. Íåîáõîäèìîñòü ëîãè÷åñêîé ñòðóêòóðèçàöèè ñåòè Допустим, на базе нескольких локальных сетей, возникших в разное время и предназначенных для решения различных задач (бухгалтерский учет, от- дел продаж, конструкторское бюро, кадровая служба), в рамках организации возникла единая система. Если объединение пошло по одной из элементар- ных топологий (общая шина или звезда), то для такой системы можно вы- делить несколько отрицательных моментов: Различия проявляются не только на программном уровне, но и на физи- ческом. Например, в кадровой службе сеть может быть на коаксиальном кабеле, а в конструкторском бюро на витой паре. Для такой сети характерна неоднородность информационных потоков (конструкторская документация, управленческие данные и др.). Причем Ãëàâà 4. Ïðîåêòèðîâàíèå êàáåëüíîé ñèñòåìû 55 наиболее интенсивный обмен данными идет между узлами одного структурного подразделения. Взаимодействия между подразделениями организации (рабочими группами), конечно же, существуют. Однако со- отношение трафика внутри рабочей группы и за ее пределами примерно пятикратное. Сложность администрирования и обеспечения безопасности такой сети, к которой все имеют доступ, возрастает. Ограничение по количеству узлов в сети определяется ее технологией (для Ethernet это 1024 узла). Если для небольшой организации оно вряд ли представляет угрозу, то для крупных компаний создает большую про- блему. Физическое ограничение на протяженность сети, вызванное использо- ванием метода доступа к общей временной среде CSMA/CD, а также ог- раничение на интенсивность трафика, играет важную роль. (Как вы помните, с увеличением трафика растут коллизии и снижается эффек- тивность работы сети). Применение современных технологий хранения данных (на серверах) прак- тически не изменит сложившуюся картину, поскольку с ростом требований к вычислительным возможностям компьютерной техники свои серверы появились практически у каждого подразделения. Все сказанное говорит о том, что единая разделяемая среда для построения крупных сетей непригодна. Необходимо логически структурировать сеть с использованием коммутаторов, маршрутизаторов или мостов. Ñòðóêòóðèðîâàííàÿ êàáåëüíàÿ ñèñòåìà Кабельная система является фундаментом сети. От правильности ее по- строения зависит не только нормальное функционирование сети, но и удоб- ство в работе. Простой пример: допустим, в бухгалтерии приобрели новый компьютер с целью автоматизировать одну из операций. Поставили на ра- бочее место, а подключить некуда, в проекте кабельной системы не была заложена избыточность. С целью стандартизации кабельных систем в 1995 г. был принят стандарт EIA/TIA 568A, определивший понятие структурированной кабельной систе- мы (Structured Cabling System — SCS). В стандарте описаны основные требо- вания и технические характеристики, применяемые для СКС. Впоследствии этот стандарт был дополнен. Структурированная кабельная система имеет иерархическое строение и со- стоит из следующих уровней (рис. 4.1): горизонтальная система; система здания; система городка. 56 ×àñòü II. Ïðîêëàäêà êàáåëüíîé ñèñòåìû Горизонтальная подсистема соответствует отдельным этажам здания. Она представляет собой кроссировочный шкаф, кабельную систему на этаже и розетки пользователей. Система здания объединяет в единое целое системы этажей с головной ап- паратурой здания. Соответственно, система городка объединяет в единое целое системы зда- ний. Рассмотрим подробнее преимущества предлагаемой схемы. Ðèñ. 4.1. Ñõåìà ñòðóêòóðèðîâàííîé êàáåëüíîé ñèñòåìû СКС как среда состоит из вполне конкретных элементов передачи дан- ных (разъемы, кабели шкафы), а также из элементов, не имеющих непо- средственного отношения к передаче данных (кабельные каналы, лест- ницы), назначение каждого элемента определено и прописано стандартом. То, что на каждом уровне определены выполняемые функ- ции, позволяет при необходимости легко расширить сеть. Универсальность состоит в том, что система поддерживает работу разно- родного оборудования различных производителей для передачи данных различного типа: компьютеры, телефонная сеть, служебные сигналы. СКС обычно монтируется с расчетом на 10–15 лет работы. Это значит, что в течение этих лет она должна прослужить без существенных измене- Ãëàâà 4. Ïðîåêòèðîâàíèå êàáåëüíîé ñèñòåìû 57 ний. Поэтому на этапе проектирования рассчитывается потребность с су- щественным запасом — избыточная. В простейшем случае это возмож- ность подключения телефона и компьютера на каждом рабочем месте. Надежность состоит в использовании качественного оборудования и со- вместимости оборудования различных производителей между собой. 4.2. Àêòèâíîå îáîðóäîâàíèå ëîêàëüíûõ ñåòåé è åãî ñâÿçü ñ ÑÊÑ Можно выделить следующие требования к сетевому оборудованию. Ãîðèçîíòàëüíàÿ ñèñòåìà Начнем с горизонтальной системы. Основные задачи этого уровня: создание отдельных доменов коллизий; управление доступом и политикой сети; подключение к системе здания. Уровень доступа является ближайшим к пользователю. Активное сетевое оборудование этого уровня должно поддерживать подключение отдельных пользователей к сети. Применяются здесь коммутаторы со скоростью подключения 10/100 Мбит/с, с одним или несколькими портами на 1000 Мбит/с. Ñèñòåìà çäàíèÿ Следующим уровнем является система здания. Коммутаторы этого уровня служат местом концентрации горизонтальной системы. Они должны справ- ляться с большим потоком данных. В функции этого уровня входят: объединение низкоскоростных каналов горизонтальной подсистемы в высокоскоростные каналы; переход от одной физической среды распространения сигнала к другой; обеспечение безопасности сети и качества обслуживания. Ñèñòåìà ãîðîäêà Активное сетевое оборудование, находящееся на этом уровне, должно на- дежно и быстро передавать большие объемы данных. Для этого уровня очень важен фактор отказоустойчивости, поскольку сбой на верхнем уровне иерархии может привести к остановке всей системы, поскольку этот уро- вень координирует их работу. Трафик здесь отфильтрован уровнем здания. 58 ×àñòü II. Ïðîêëàäêà êàáåëüíîé ñèñòåìû Основным требованием, предъявляемым к этому оборудованию, является его высокая производительность. 4.3. Âûáîð îáùåé êîíöåïöèè ñåòè Полноценная структурированная кабельная система предназначена для крупных объединений пользователей с числом пользователей от 50, с харак- терным покрытием крупных территорий. Оптимальность применения струк- турированной кабельной системы тем выше, чем выше число пользователей сети и больше ее диаметр (расстояние между ее двумя наиболее удаленными узлами). Для небольших организаций (с числом сотрудников до 100) применение полноценной структурированной кабельной системы может оказаться эко- номически нецелесообразным по следующим причинам: отсутствие необходимости в подобных решениях даже в ближайшем бу- дущем; высокая стоимость внедрения СКС, определенная спецификой ее по- строения. Сеть для организации ценна не сама по себе, а как средство решения опре- деленных задач. Средства, потраченные на внедрение локальной сети, не должны быть слишком большими, поскольку это затруднит окупаемость сети. С другой стороны, они не должны быть слишком малыми, поскольку сеть должна быть надежной, избыточной и в меру масштабируемой. Вначале стоит разобраться с концепцией сети как таковой. Даже если орга- низация располагается на разных этажах и в разных зданиях, кабельная сис- тема будет строиться как горизонтальная система (или, как ее еще называ- ют, система этажа). Это значит, что будет единый коммутационный центр, один или несколько коммутаторов второго уровня, монтажные шкафы и кроссировочные панели. Смысла строить систему здания для объединения разбросанных групп пользователей нет. На этом оборудовании можно не экономить, оно относительно легко демонтируется, если приходится менять помещение. С общей концепцией построения мы определились, теперь вы- берем вариант прокладки кабеля. Есть три варианта решения задачи: открытая прокладка кабеля вдоль стен, прокладка кабельной системы в недорогих кабельных каналах, прокладка кабельной системы ЛВС совместно с другими коммуникациями. Первый вариант (открытой проводки) дешев и прост в монтаже. Кабели прокладываются открытым методом. Недостатком этого способа является незащищенность кабеля от внешних воздействий и эстетическая непривле- Ãëàâà 4. Ïðîåêòèðîâàíèå êàáåëüíîé ñèñòåìû 59 кательность. Он приемлем только на короткий период времени, например сеть нужна срочно, но скоро планируется капитальный ремонт. В этом слу- чае полноценную сеть лучше проложить после ремонта. Вторым примером в пользу такой сети может стать случай, когда помещение арендуется на не- большой срок, и нет необходимости прокладывать полноценную кабельную систему. Вариант второй — золотая середина. Прокладка осуществляется в кабель- ных каналах без учета электропроводки: только кабель ЛВС и телефонные кабели. В этом случае кабель защищен, и сеть выглядит привлекательнее. Третий вариант — полноценная кабельная система. В едином канале все телекоммуникации: кабели ЛВС, телефонные, телевизионные, сигнализация и др. Для такой системы необходим дорогой кабельный канал с желобами для электропроводки и специальными посадочными местами для розеток. Такая система достаточно дорогая не столько за счет стоимости оборудова- ния, сколько за счет прокладки всего кабельного хозяйства заново. Бес- спорным преимуществом является структурность и универсальность такой системы. Кроме, того, кабельный канал такого типа выглядит очень эф- фектно. Второй и особенно третий варианты должны планироваться с избыточно- стью. То есть на каждое рабочее место должен быть проведен кабель ЛВС и телефонный кабель. Помимо этого, должны быть избыточные точки входа в ЛВС и телефонные розетки, на тот случай, если придется установить еще один телефон или компьютер. Вполне возможно, что запасные кабели не будут пока подключены к коммутатору или мини-АТС. При проектировании и прокладке сети лучше ориентировать себя на каче- ственный кабель. В дешевых кабелях, как правило, используется очень не- удачная цветовая маркировка (видимо, экономят на краске). Отличить один проводник от другого в пучке бывает очень сложно, а порой приходиться вскрывать кабель, чтобы посмотреть, что это за цвет. Помимо этого, элек- трические характеристики таких кабелей оставляют желать лучшего. 4.4. Ñáîð èíôîðìàöèè î áóäóùåé ñåòè На данный момент мы определились с общей концепцией сети. Теперь приступаем к первому этапу проектирования сети, это этап сбора информа- ции. Наиболее важными вопросами, на которые надо ответить на этом эта- пе, являются следующие: количество и расположение рабочих мест. Учитывается, как падает свет, достаточно ли пространства для работы, не мешают ли двери, близость электрических розеток и др. Если есть малейшие сомнения, то лучше 60 ×àñòü II. Ïðîêëàäêà êàáåëüíîé ñèñòåìû перепланировать размещение рабочего места до того, как вы проложите сеть; организация баз данных и возможности их переноса. Любой специалист создает те или иные наработки. У проектировщика это может быть на- бор конструкторской и справочной документации. У бухгалтера это, как правило, специализированная программа бухгалтерского учета со своей базой данных. В канцелярии это может быть набор документов. Основ- ной задачей данного этапа является предотвращение потери баз данных при дальнейшей развертывании сети; перспективы и направления роста в ближайшее время. В каждом под- разделении необходимо выяснить, хватает ли рабочих мест, и есть ли необходимость в их увеличении. Удовлетворяет ли существующее обору- дование и используемое программное обеспечение или требуется его за- мена; геометрические параметры помещений. Лучше составить поэтажную карту расположения помещений. Особое внимание уделить толщине стен, расположению капитальных стен. На плане наносятся все, даже небольшие углы (потом проще будет проектировать прокладку кабель- ного канала). Необходимо, по возможности, выяснить места прохожде- ния коммуникаций внутри стен: электропроводки, канализации и др. Подобная документация должна быть у владельца здания; в случае наличия прежней локальной сети необходимо выяснить ее тип и возможность использования. Например, если старая сеть была проло- жена с кабелем UTP третьей категории, возможно использование от- дельных элементов, если это не скажется на надежности. Логическим завершением данного этапа должно стать документирование на текущий момент. Вы должны иметь план здания с размещением рабочих мест. На плане должны быть изображены пунктиром и будущие или проек- тируемые рабочие места. Кроме того, необходимо иметь карту имеющегося оборудования и используемого программного обеспечения (табл. 4.1). Составленный нами план и карта имеющегося оборудования и используе- мого программного обеспечения послужат основой для следующих этапов: выбора сетевого кабеля, проектирования топологии сети, проверочного рас- чета сети на соответствие стандартам, проектирования логической структу- ры сервера. Табл. 4.1 является лишь примером и может быть расширена по вашему желанию. Этот и все последующие шаги по проектированию сети должны заверяться подписью заказчика или руководителя, для разрешения конфликтных ситуаций. Ãëàâà 4. Ïðîåêòèðîâàíèå êàáåëüíîé ñèñòåìû 61 Òàáëèöà 4.1. Òåêóùåå ñîñòîÿíèå ñåòè Îòäåë ¹ ïîìåùå- íèÿ ¹ ðà- áî÷åãî ìåñòà, çàäà÷è Ñîñòàâ îáîðóäîâà- íèÿ Íåîáõî- äèìàÿ çàìåíà Èñïîëüçóå- ìîå ÏÎ Íå- îáõ. íîâî- ãî ÏÎ Íåîáõ. óñòà- íîâêè ÐÌ 1 11 ÐÌ-1 Îïòèìè- çàöèÿ ïåðåâî- çîê PI-600, 128 Máàéò, |