Файл: 1 теоретическое обоснование темы 4 1 Сетевые топологии 4.docx
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 272
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ
2.1 Хронология развития структурированных кабельных систем
7 ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ
7.1 Основные принципы и условия организационной защиты информации.
7.2 Основные подходы и требования к организации системы защиты информации.
7.3 Основные силы и средства, используемые для организации защиты информации.
8.1 Грифы секретности и реквизиты носителей сведений, составляющих государственную тайну.
8.2 Отнесение сведений к государственной тайне. Засекречивание сведений и их носителей.
9 ОРГАНИЗАЦИЯ АНАЛИТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ И КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЗАЩИТЫ КОНФИДЕНЦИАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ.
систем, и каждая из них может принимать данные.
Вид коаксиального кабеля в разрезе представлен на Рисунке 1.2.5.
Рисунок 2.5 – Коаксиальный кабель.
3 СТАНДАРТЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
3.1 Сетевая технология IEEE802.3 Ethernet.
Существует множество разновидностей Ethernet, которые обозначаются довольно сложными аббревиатурами, например, 10BASE-T, 10BASE-2, 100BASE- T, 1000BASE-LX и 10GBASE-T. Эти и многие другие технологии Ethernet были стандартизированы за прошедшие годы рабочей группой IEEE 802.3 CSMA/CD (Ethernet). Сокращения на первый взгляд могут показаться устрашающими, но на самом деле в них прослеживается определенный порядок. Первая часть аббревиатуры указывает на скорость, применяемую в стандарте: 10, 100, 1000 или 10G означает, соответственно, 10 Мбит/с, 100 Мбит/c, 1 Гбит/c и 10 Гбит/c. BASE означает немодулированный Ethernet – то есть физический носитель передает только трафик Ethernet; практически все стандарты 802.3 касаются именно немодулированного Ethernet. Последняя часть аббревиатуры описывает сам физический носитель.
Для Ethernet существуют спецификации как канального, так и физического уровня, а передача данных осуществляется по разнообразным физическим носителям, включая коаксиальный кабель, медный кабель и оптоволокно. Вообще буква T означает медный кабель типа «витая пара».
Исторически технология Ethernet задумывалась для передачи информации по коаксиальному кабелю. Ранние стандарты 10BASE-2 и 10BASE-5 описывают Ethernet-передачу со скоростью 10 Мбит/с по 2 типам коаксиального кабеля, в обоих случаях длина кабеля не должна превышать 500 м. Передача на более длинные дистанции осуществляется при помощи повторителя. Это устройство физического уровня, которое принимает на входе сигнал и воспроизводит его на
выходе. Все кадры, передаваемые интерфейсом, принимаются на всех остальных интерфейсах, а протокол Ethernet CDMA/CD хорошо решает проблему множестве.
В середине 90-х появился стандарт Ethernet со скоростью передачи данных 100 Мбит/с – то есть в 10 раз быстрее, чем 10 Мбит/c. В нем сохранились оригинальный протокол Ethernet MAC и формат кадра, но были описаны более высокоскоростные физические уровни для медного кабеля (100BASE-T) и для оптоволоконного кабеля (100BASE-FX, 100BASE-SX, 100BASE-BX). На Рисунке 3.1 представлены эти различные стандарты, а также обычный протокол Ethernet MAC и формат кадра.
Рисунок 3.1 - Стандарты Ethernet 100 Мбит/с.
3.2 Стандарты технологии Wi-Fi.
Прочно обосновавшиеся на рабочих местах, в наших домах, образовательных учреждениях, кафе, аэропортах и уличных перекрестках, беспроводные локальные сети превратились в одну из самых важных технологий доступа к Интернету.
Несмотря на то, что в 1990-х годах велись разработки большого количества технологий и стандартов для беспроводных локальных сетей, победителем этого состязания стал лишь один класс стандартов беспроводных сетей: беспроводная локальная сеть IEEE 802.11 wireless LAN, или просто Wi-Fi.
Существует несколько стандартов беспроводных локальных сетей 802.11, в том числе 802.11b, 802.11a и 802.11g. В Таблице 3.1 приводится краткое обобщение характеристик вышеперечисленных стандартов, впрочем, стандарт 802.11g по популярности далеко опережает своих собратьев. Кроме того, сегодня доступны устройства, работающие в двойном (802.11a/g) и даже тройном (802.11a/b/g)
режимах.
Между всеми тремя стандартами семейства 802.11 есть очень много общего. Так, например, они используют одинаковый протокол доступа к среде передачи данных, CSMA/CA. Структуры кадров канального уровня всех трех стандартов также идентичны. Все три стандарта обладают возможностью уменьшать скорость передачи данных с целью достижения более дальних расстояний.
Таблица 3.1 - Характеристики семейства стандартов IEEE 802.11.
4 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ.
4.1 Развитие технологии Ethernet.
Предполагается следующий рост потребности в пропускной способности трафика в сетях Ethernet: в ближайшее время понадобится скорость в 1 Тбит/с, а к 2020 г. – 10 Тбит/с. В наибольшей степени скорости повысятся в центрах обработки данных, трафик в них растет не только между серверами и распределенными клиентами, но и между оборудованием внутри центра, что связано с обеспечением функционирования виртуализированных сред и «облаков».
IEEE изучил перспективы реализации систем со скоростью более 100 Гбит/с, решено увеличить скорость в четыре раза – до 400 Гбит/с, т.е. необходима разработка технологии 400GbE. В стандарте IEEE 802.3ba поддерживаются две скорости: 40 и 100 Гбит/с. Эти скорости обеспечивают совместимость с оптическими транспортными системами
дальней связи OTN.
Поток в 400 Гбит/с можно получить различными способами. Обсуждаются варианты: 16 потоков по 25 Гбит/с, 8 по 50 Гбит/с, 4 по 100 Гбит/с.
Наиболее вероятной реализацией 400GbE в ближайшее время может быть вариант с 16 электрическими потоками, которые преобразуются в конверторе в световые потоки, и далее подаются в мультиплексор спектрального уплотнения, который выдает 16 составляющих в одно MUX одномодовое волокно.
Реализация такого потока представлена на Рисунке 4.1
Рисунок 4.1 – Реализация потока в 400 Гбит/с.
4.2 Технология Infini Band.
Infini Band является высокоскоростной коммутируемой компьютерной сетью, которая используется для высокопроизводительных вычислений, имеет очень большую пропускную способность и низкие задержки. Кроме того, может использоваться для внутреннего соединения в некоторых вычислительных комплексах. По состоянию на 2017 год Infini Band является самой популярной сетью для суперкомпьютеров.
В области компьютерных технологий сформировалось новое направление: «вычисления на лезвиях» (Blade Based Computing, BBC). Центр обработки данных формируется из необходимого пользователя коммуникационных и вычислительных компонентов. В основе BBC лежит концепция архитектуры Infini Band, обеспечивающая разделение доступа к ресурсам.
С началом производства ультратонких серверов («серверных лезвий», server blade) толщиной 1U и 2U (1U = 1,75 дюйма) появилась возможность создания стоек из «серверных лезвий» (Blade Frame). В одну стойку устанавливается десятки материнских плат. Каждая плата (модуль) включает процессор, оперативную память, сетевые интерфейсы и служебные схемы. Все модули имеют общую внешнюю
Вид коаксиального кабеля в разрезе представлен на Рисунке 1.2.5.
Рисунок 2.5 – Коаксиальный кабель.
3 СТАНДАРТЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
3.1 Сетевая технология IEEE802.3 Ethernet.
Существует множество разновидностей Ethernet, которые обозначаются довольно сложными аббревиатурами, например, 10BASE-T, 10BASE-2, 100BASE- T, 1000BASE-LX и 10GBASE-T. Эти и многие другие технологии Ethernet были стандартизированы за прошедшие годы рабочей группой IEEE 802.3 CSMA/CD (Ethernet). Сокращения на первый взгляд могут показаться устрашающими, но на самом деле в них прослеживается определенный порядок. Первая часть аббревиатуры указывает на скорость, применяемую в стандарте: 10, 100, 1000 или 10G означает, соответственно, 10 Мбит/с, 100 Мбит/c, 1 Гбит/c и 10 Гбит/c. BASE означает немодулированный Ethernet – то есть физический носитель передает только трафик Ethernet; практически все стандарты 802.3 касаются именно немодулированного Ethernet. Последняя часть аббревиатуры описывает сам физический носитель.
Для Ethernet существуют спецификации как канального, так и физического уровня, а передача данных осуществляется по разнообразным физическим носителям, включая коаксиальный кабель, медный кабель и оптоволокно. Вообще буква T означает медный кабель типа «витая пара».
Исторически технология Ethernet задумывалась для передачи информации по коаксиальному кабелю. Ранние стандарты 10BASE-2 и 10BASE-5 описывают Ethernet-передачу со скоростью 10 Мбит/с по 2 типам коаксиального кабеля, в обоих случаях длина кабеля не должна превышать 500 м. Передача на более длинные дистанции осуществляется при помощи повторителя. Это устройство физического уровня, которое принимает на входе сигнал и воспроизводит его на
выходе. Все кадры, передаваемые интерфейсом, принимаются на всех остальных интерфейсах, а протокол Ethernet CDMA/CD хорошо решает проблему множестве.
В середине 90-х появился стандарт Ethernet со скоростью передачи данных 100 Мбит/с – то есть в 10 раз быстрее, чем 10 Мбит/c. В нем сохранились оригинальный протокол Ethernet MAC и формат кадра, но были описаны более высокоскоростные физические уровни для медного кабеля (100BASE-T) и для оптоволоконного кабеля (100BASE-FX, 100BASE-SX, 100BASE-BX). На Рисунке 3.1 представлены эти различные стандарты, а также обычный протокол Ethernet MAC и формат кадра.
Рисунок 3.1 - Стандарты Ethernet 100 Мбит/с.
3.2 Стандарты технологии Wi-Fi.
Прочно обосновавшиеся на рабочих местах, в наших домах, образовательных учреждениях, кафе, аэропортах и уличных перекрестках, беспроводные локальные сети превратились в одну из самых важных технологий доступа к Интернету.
Несмотря на то, что в 1990-х годах велись разработки большого количества технологий и стандартов для беспроводных локальных сетей, победителем этого состязания стал лишь один класс стандартов беспроводных сетей: беспроводная локальная сеть IEEE 802.11 wireless LAN, или просто Wi-Fi.
Существует несколько стандартов беспроводных локальных сетей 802.11, в том числе 802.11b, 802.11a и 802.11g. В Таблице 3.1 приводится краткое обобщение характеристик вышеперечисленных стандартов, впрочем, стандарт 802.11g по популярности далеко опережает своих собратьев. Кроме того, сегодня доступны устройства, работающие в двойном (802.11a/g) и даже тройном (802.11a/b/g)
режимах.
Между всеми тремя стандартами семейства 802.11 есть очень много общего. Так, например, они используют одинаковый протокол доступа к среде передачи данных, CSMA/CA. Структуры кадров канального уровня всех трех стандартов также идентичны. Все три стандарта обладают возможностью уменьшать скорость передачи данных с целью достижения более дальних расстояний.
Таблица 3.1 - Характеристики семейства стандартов IEEE 802.11.
| Стандарт | Диапазон частот (Россия) Мгц. | Скорость передачи данных Мбит/с |
| 802.11b | 2400 - 2483,5 | до 11 |
| 802.11a | 5150 - 5350 | до 54 |
| 802.11g | 2400 - 2483,5 | до 54 |
4 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ.
4.1 Развитие технологии Ethernet.
Предполагается следующий рост потребности в пропускной способности трафика в сетях Ethernet: в ближайшее время понадобится скорость в 1 Тбит/с, а к 2020 г. – 10 Тбит/с. В наибольшей степени скорости повысятся в центрах обработки данных, трафик в них растет не только между серверами и распределенными клиентами, но и между оборудованием внутри центра, что связано с обеспечением функционирования виртуализированных сред и «облаков».
IEEE изучил перспективы реализации систем со скоростью более 100 Гбит/с, решено увеличить скорость в четыре раза – до 400 Гбит/с, т.е. необходима разработка технологии 400GbE. В стандарте IEEE 802.3ba поддерживаются две скорости: 40 и 100 Гбит/с. Эти скорости обеспечивают совместимость с оптическими транспортными системами
дальней связи OTN.
Поток в 400 Гбит/с можно получить различными способами. Обсуждаются варианты: 16 потоков по 25 Гбит/с, 8 по 50 Гбит/с, 4 по 100 Гбит/с.
Наиболее вероятной реализацией 400GbE в ближайшее время может быть вариант с 16 электрическими потоками, которые преобразуются в конверторе в световые потоки, и далее подаются в мультиплексор спектрального уплотнения, который выдает 16 составляющих в одно MUX одномодовое волокно.
Реализация такого потока представлена на Рисунке 4.1
Рисунок 4.1 – Реализация потока в 400 Гбит/с.
4.2 Технология Infini Band.
Infini Band является высокоскоростной коммутируемой компьютерной сетью, которая используется для высокопроизводительных вычислений, имеет очень большую пропускную способность и низкие задержки. Кроме того, может использоваться для внутреннего соединения в некоторых вычислительных комплексах. По состоянию на 2017 год Infini Band является самой популярной сетью для суперкомпьютеров.
В области компьютерных технологий сформировалось новое направление: «вычисления на лезвиях» (Blade Based Computing, BBC). Центр обработки данных формируется из необходимого пользователя коммуникационных и вычислительных компонентов. В основе BBC лежит концепция архитектуры Infini Band, обеспечивающая разделение доступа к ресурсам.
С началом производства ультратонких серверов («серверных лезвий», server blade) толщиной 1U и 2U (1U = 1,75 дюйма) появилась возможность создания стоек из «серверных лезвий» (Blade Frame). В одну стойку устанавливается десятки материнских плат. Каждая плата (модуль) включает процессор, оперативную память, сетевые интерфейсы и служебные схемы. Все модули имеют общую внешнюю