Файл: Введение Актуальность локальновычислительных сетей.doc

На рисунке 5 представлена логическая структура сети предприятия, соединённая по топологии «звезда». На схеме видно использование концентраторов 1, 2 и 3 уровня. Это свойство используется только в архитектуре 100VG-AnyLAN, и важно при расширении сети.


Рисунок 5 - Логическая структура сети

2 КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Описание технологии 100VG-AnyLAN

В июле 1993 года по инициативе компаний AT&T и Hewlett-Packard был организован новый комитет IEEE 802.12, призванный стандартизовать новую технологию 100BaseVG. Данная технология представляла собой высокоскоростное расширение стандарта IEEE 802.3 (известного также как 100BaseT, или Ethernet на витой паре).

В сентябре компания IBM предложила объединить в новом стандарте поддержку Ethernet и Token Ring. Изменилось и название новой технологии - 100VG-AnyLAN.

В названии сети цифра 100 соответствует скорости 100 Мбит/с, буквы VG обозначают дешевую витую пару (Voice Grade), a AnyLAN - любая сеть.
В сети 100 VG-AnyLAN предусмотрены два режима обмена: полудуплексный и полнодуплексный.

Технология 100VG-AnyLAN сочетает в себе быстрый и простой доступ к данным (что характерно для Ethernet) и возможность контроля за задержкой информации и жесткое управление (что характерно для Token Ring) и позволяет примерно в 10 раз повысить скорость передачи информации, не изменяя инфраструктуры ни сети Ethernet, ни Token Ring. Поддержка стандартом 100VG-AnyLAN кадров Ethernet и Token Ring определяет легкость перехода на новые сети существующих сетевых приложений, облегчает межсетевое взаимодействие через маршрутизаторы и мосты, а также обеспечивает совместимость с анализаторами протоколов. Для подсоединения пользователей сетей Ethernet и Token Ring к 100VG-AnyLAN необходим только выравнивающий скорости буфер.

Максимальная скорость передачи данных по сети равна 100 Мбит/с. В качестве физической среды может использоваться только неэкранированная витая пара категорий 5, или 5е. В схему сетевого взаимодействия в технологии 100VG-AnyLAN введен новый метод доступа Demand Priority (приоритет запросов) и новая схема кодирования Quartet Coding (кодирование квартетом). Эта технология позволяет увеличить полосу пропускания и скорость передачи информации по сети без изменения существующей структуры сети и приложений.

Технология должна поддерживать как уже существующие сетевые приложения, так и вновь создаваемые. На это направлена одновременная поддержка форматов кадров данных и Ethernet, и Token Ring, обеспечивающая прозрачность сетей, построенных по новой технологии, для существующих программ.

---

С некоторых пор витая пара повсеместно заменяет коаксильные кабели. Ее преимущества - большая мобильность и надежность, низкая стоимость и более простое администрирование сети. Стандарт 100VG-AnyLAN ориентирован как на витые пары (для использования пригодно любое имеющееся кабельное хозяйство), так и на оптоволоконные линии, допускающие значительную удаленность абонентов. Впрочем, на скорости обмена применение оптоволокна не сказывается. Доступ к разделяемой среде осуществляется по принципиально иному методу, чем в технологии Ethernet – методу приоритетного доступа по требованию (Demand Priority).

Метод Demand Priority основан на передаче концентратору функций арбитра, решающего проблему доступа к разделяемой среде. Сеть 100VG-AnyLAN состоит из центрального концентратора, называемого также корневым, и соединённых с ним конечных узлов и других концентраторов(рис.1).



Рисунок 6 - Структура сети 100VG-AnyLAN

Узел представляет собой компьютер или коммуникационное устройство технологии 100VG-AnyLAN - мост, коммутатор, маршрутизатор или концентратор. Концентраторы, подключаемые как узлы, называются концентраторами 2-го и 3-го уровней. Всего разрешается образовывать до трех уровней иерархии концентраторов.

Каждый концентратор и сетевой адаптер 100VG-AnyLAN должен быть настроен на работу либо с кадрами Ethernet, либо с кадрами Token Ring, причём одновременная циркуляция обоих типов кадоров не допускается. Концентратор циклически выполняеь опрос портов. Станция, желающая передать пакет, посылает специальный низкочастотный сигнал концентратору, запрашивая передачу кадра, и указывая его приоритет. В сети 100VG-AnyLAN используются два уровня приоритетов – низкий и высокий. Низкий приоритет соответствует обычным данным (файловая служба, служба печати, и т.д.), а высокий приоритет – данным, чувствительным к временным задержкам (например мультимедиа).

Приоритеты запросов имеют статическую и динамическую составляющие, т.е. станция с низким уровнем приоритета, долго не имеющая доступа к сети, получает высокий приоритет.

Если сеть свободна, то концентратор разрешает передачу пакета. После анализа адреса получателя в принятом пакете концентратор автоматически отправляет пакет станции назначения. Если сеть занята, концентратор ставит полученный запрос в очередь, которая обрабатывается в соответствии с порядком поступления запросов и учетом приоритетов. Если к порту подключен другой концентратор, то опрос приостанавливается до завершения опроса концентратоором нижнего уровня. Станции, подключенные к концентраторам различного уровня иерархии, не имеют

---

преимуществ по доступу к разделяемой среде, так как решение о предоставлении доступа принимается после проведения опроса всеми концентраторами опроса всех своих портов.

Особенность данной сетевой аппаратуры – применение интеллектуального центрального концентратора. Интеллектуальный характер концентратора проявляется в том, что он осуществляет непрерывный контроль запросов, поступающих всем портам. Концентратор принимает сетевые пакеты, а затем адресует их компьютерам-адресатам.

Но при этом никакой внутренней обработки информации не производится (деятельность концентратора носит пассивный характер). Каждый из концентраторов сети 100VG-AnyLAN, а у нас их два, может настраиваться на работу с пакетами, имеющими формат Ethernet или Token Ring. При этом не допускается одновременная работа с пакетами обоих форматов. Если же имеются «разноформатные» сетевые сегменты, для их объединения используются мосты.

Каждый порт концентратора может переключаться в один из двух рабочих режимов:

- Обычный режим: каждому сетевому компьютеру пересылаются адресованные ему пакеты;

- Режим мониторинга: сетевому компьютеру пересылаются все пакеты, полученные концентратором (этот режим позволяет контролировать работу всей сети).

Запросы, передаваемые в сети 100VG-AnyLAN, обладают двумя уровнями приоритета:

- Обычный уровень приоритета: используется обычными приложениями;

- Высокий уровень приоритета: применяется приложениями, требующими быстрого обслуживания.

Вполне естесственно, что запросы с высоким уровнем приоритета обслуживаются раньше, чем запросы с низким уровнем. Если количество высокоприоритетных запорсов слишком велико, часть запросов с низким приоритетом переводится в категорию высокоприоритетных.

Все устройства сети, независимо от их назначения, присоединяются к сетевым концентраторам. Выделяют два типа соединений: для связи "вверх" и "вниз". Под связью "вверх" подразумевается соединение с концентратором более высокого уровня. "Вниз" - это соединение с оконечными узлами и концентраторами более низкого уровня (по одному порту на каждое устройство или концентратор). Концентраторы 100VG-AnyLAN могут соединяться каскадом, что обеспечивает максимальное расстояние между узлами в одном сегменте на неэкранированных кабелях до 2.5 километров. Но в данном дипломном проекте расстояние между соседними станциями не превышает 10 метров.

---

На предприятии возникает необходимость защиты данных от несанкционированного доступа.

Чтобы защитить данные от несанкционированного доступа, реализовано два режима работы каждого порта: конфиденциальный и публичный. В конфиденциальном режиме каждый порт получает только сообщения, адресованные непосредственно ему, в публичном - все сообщения. Обычно публичный режим используется для подключения мостов и маршрутизаторов, а также различного рода диагностической аппаратуры.

Для того, чтобы повысить производительность системы, адресованные конкретному узлу данные только ему и передаются. Данные же, предназначенные для широкого вещания, буферизуются до окончания передачи, а затем рассылаются всем абонентам. [8]

---

2.2 Достоинства и недостатки сети, построенной по технологии 100VG-AnyLAN

Основные примущества, обеспечиваемые в рассматриваемой нами сети 100VG-AnyLAN:

- Высокая скорость передачи данных – 100Мбит/сек;

- Совместимость с сетями Ethernet и Token Ring;

- Централизованное управление обменом данных.

Недостатки сети 100VG-AnyLAN:

- Высокая стоимость оборудования (интеллектуальные концентраторы);

- Для подключания к локальным сетям других типов требуется коммутатор, что приводит к дополнительному росту расходов;

- Среда передачи данных (витая пара) обладает высокой чувствительностью к электромагнитным помехам, но в данном дипломном проекте
рассматривается построение сети внутри здания, в котором никаких электромагнитных воздействий на кабель «извне» не поступает. [12]

Несмотря на эти незначительные недостатки в будущем локальные сети будут переходить на использование именно 100VG-AnyLAN.

2.3 Описание устанавливаемого оборудования

Из расчёта уже имеющихся количества клиентов и предполагаемого появления новых для сети нужно было один восьми - портовый коммутатор, один 5-портовый, и один двадцати-четырёх - портовый коммутатор. После ознакомления с коммутаторами различных производителей и изучения отзывов об использовании было решено использовать коммутаторы CNet CNSH 800, CNet CNSH 500 и Eline ELN-816VX. Так как они при умеренной цене отличались стабильной работой.

Спецификация восьми-портового концентратора CNet CNSH 800

Стандарты: 100BASE-TX, IEEE 802.3u, 100VG-AnyLAN, IEEE 802.12

Топология: Звезда

Архитектура: “Store-and-Forward"

Сетевые порты: 8 портов с разъемами RJ-45

Объем буфера: 256 KБ

Режимы дуплекса: Full-Duplex/Half-Duplex

Источник питания: Внешний 9VDC, 1Amp

Энергопотребление: 9 Вт

Сетевые кабели: UTP (неэкранированная витая пара) 3, 4 или 5 категории

Фильтрация: 148800 пакетов/с при 100 Мбит/с

Время ожидания: 8.5 млсек минимум при100Мбит/с
75 млсек минимум при 10Мбит/с

MAC адреса: 8K (6) Bytes MAC address entries

Внешняя среда: Рабочая температура: 0° 45°C, Влажность: 10% 90% Размеры: 145 x 85 x 25 мм

Сертификаты: FCC Class B, CE Mark

Спецификация шестнадцати-портового коммутатора CNet CNSH 500

Стандарты: 10BASE-T, IEEE 802.3, 100VG-AnyLAN, IEEE 802.12

Топология: Звезда, Шина, Кольцо

Архитектура: “Store-and-Forward"

Сетевые порты: 16 портов с разъемами RJ-45

Объем буфера: 128 КБ

Режимы дуплекса: Full-Duplex/Half-Duplex

Источник питания: Внешний блок питания 2.5VDC, 1 Am

Энергопотребление: 2.5 Ватт

Сетевые кабели: UTP (неэкранированная витая пара) 3, 4 или 5 категории; коаксиал

Фильтрация: 148800 пакетов/с на один порт при 100 Мбит/с, максим.;
14880 пакетов/с на один порт при 10 Мбит/с, максим.

Время ожидания: 8.6 млсек при 100Мбит/с, 64 млсек при 10Мбит/с

MAC адреса: 1024 6-байтных MAC-адресов

Внешняя среда: Рабочая температура: 0° 45°C, Влажность: 10% 90% Размеры: 118 x 70 x 25 мм

Сертификаты: FCC Class B, CE Mark

Спецификация двадцати-четырёх - портового коммутатора Eline ELN-816VX

Стандарты: IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet, IEEE 802.3u, 100VG-AnyLAN, IEEE 802.12

Топология: Звезда, Шина, Кольцо

Архитектура: “Store-and-Forward"

Сетевые порты: 24* 10/100 Мбит/с RJ-45

Объем буфера: 1 Мбит

Режимы дуплекса: Full-Duplex/Half-Duplex

Сетевые кабели: UTP (неэкранированная витая пара) 3, 4 или 5 категории; Оптоволокно

Фильтрация: 10 Мбит/с: 14880 пакетов/с, 100 Мбит/с: 148800 пакетов/с

MAC адреса: 2к

Внешняя среда: Рабочая температура: 0° 45°C, Влажность: 10% 90%

---