Файл: Разработка локальной сети на гигабитных коммутаторах (расчет времени задержки, производительности, оптимального трафика сети).docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 39
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство по развитию информационных технологий и коммуникаций Республики Узбекистан
Ташкентский университет информационных технологий
имени Мухаммада Аль-Хоразмий
Самостоятельная работа
на тему:
«Разработка локальной сети на гигабитных коммутаторах - (расчет времени задержки, производительности, оптимального трафика сети)»
Выполнил:
План:
-
Введение -
Построение сети с использованием Gigabit Ethernet -
Развертывание сети -
Возможные архитектуры -
Клиент - серверные модели -
Внедрение Gigabit Ethernet -
Расчет производительности сети -
Заключение
Введение
В данной работе мы погорим о разработке локальной сети на гигабитных коммутаторах, а также разберем расчет времени задержки, производительности, оптимального трафика сети.
Компьютерные сети - это системы компьютеров, объединенных каналами передачи данных, обеспечивающие эффективное предоставление различных информационно-вычислительных услуг пользователям посредством реализации удобного и надежного доступа к ресурсам сети.
Информационные системы, использующие возможности компьютерных сетей, обеспечивают выполнение следующих задач:
-
Хранение и обработка данных; -
Организация доступа пользователей к данным; -
Передача данных и результатов обработки пользователям.
Виды компьютерных сетей.
Компьютерные сети, в зависимости от охватываемой территории, подразделяются на:
-
локальные (ЛВС ,LAN-Local Area Network); -
региональные (РВС,MAN - Metropolitan Area Network); -
глобальные (ГВС, WAN - Wide Area Network).
Достоинства компьютерных сетей.
Компьютерная сеть позволит совместно использовать периферийные устройства, включая:
-
принтеры; -
плоттеры; -
дисковые накопители; -
приводы CD-ROM; -
дисководы; -
сканеры; -
факс-модемы.
Компьютерная сеть позволяет совместно использовать информационные ресурсы:
-
каталоги; -
файлы; -
прикладные программы; -
игры; -
базы данных; -
текстовые процессоры.
Компьютерная сеть позволит работать с многопользовательскими программами, обеспечивающими одновременный доступ всех пользователей к общим базам данных с блокировкой файлов и записей, обеспечивающей целостность данных. Любые программы, разработанные для стандартных ЛВС, можно использовать в сети.
Совместное использование ресурсов обеспечит существенную экономию средств и времени. Например, Вы сможете коллективно использовать один лазерный принтер вместо покупки принтера каждому сотруднику или беготни с дискетами к единственному принтеру при отсутствии сети.
Построение сети с использованием Gigabit Ethernet
Применение Gigabit Ethernet будет находить прежде всего в системообразующих частях локальных сетей, то есть для соединения мощных серверов с коммутаторами и коммутаторов друг с другом (см. Рисунок 1).
Рисунок 1
В первую очередь Gigabit Ethernet будет использоваться для межсоединения коммутаторов и подключения серверов.
Для некоторых коммутаторов выпускаются модули, позволяющие обеспечить их соединение с Gigabit Ethernet. Новые модели часто имеют один или несколько встроенных портов lOOOBase-X. Это позволяет либо путем замены сетевой карты на сервере и установки дополнительного модуля в коммутаторе резко повысить производительность канала, связывающего сервер с сетью, либо после установки дополнительных модулей в коммутаторы резко повысить производительность основной сетевой магистрали. Наличие же коммутаторов с несколькими портами Gigabit Ethernet позволяет комбинировать оба способа, достигая наивысшей производительности.
Среди других потенциальных применений 1000Base-X - модернизация локальной магистрали Fast Ethernet и территориальной магистрали FDDI. В последнем случае, например, все, что нужно сделать, - это установить новые интерфейсные модули в маршрутизаторы, коммутаторы или концентраторы (в зависимости от того, как организована сеть FDDI), а саму проводку менять не нужно. Наконец, высокопроизводительные рабочие станции можно будет подключать к концентраторам (если таковые появятся), буферным распределителям и коммутаторам.
Развертывание сети
При развертывании Gigabit Ethernet вы должны учитывать три основных ограничения. Первое из них очевидно: сеть должна иметь проложенные оптические кабели. Кроме того, вы ограничены в выборе типов оптического кабеля, потому что один набор стандартов применим к одномодовому кабелю, а другой — к многомодовому (см. Таблицу 1).
| ТАБЛИЦА 1 — Ограничения на расстояние для IEEE 802.3Z | ||||
| Стандарт | Тип волокна | Диаметр (в микронах) | Модальный диапазон (в МГц на км) | Минимальный диаметр (в метрах) |
| 1000BaseSX | MM | 62,5 | 160 | от 2 до 220* |
| 1000BaseSX | MM | 62,5 | 200 | от 2 до 275** |
| 1000BaseSX | MM | 50 | 400 | от 2 до 500 |
| 1000BaseSX | MM | 50 | 500 | от 2 до 550*** |
| 1000BaseLX | MM | 62,5 | 500 | от 2 до 550 |
| 1000BaseLX | MM | 50 | 400 | от 2 до 550 |
| 1000BaseLX | MM | 50 | 500 | от 2 до 550 |
| 1000BaseLX | SM | 9 | отсутств. | от 2 до 550 |
| Примечания. * Стандарт на проводку внутри зданий TIA 568 определяет многомодовый оптический кабель 160/500 МГц на км. ** Международный стандарт на проводку внутри зданий ISO/IEC 11801 определяет 50-микронный многомодовый оптический кабель 200/500 МГц на км. *** Спецификация ANSI Fibre Channel определяет 50-микронный многомодовый оптический кабель 500/500 МГц на км; данный кабель было предложено ввести в стандарт ISO/IEC 11801. | ||||
В настоящее время соединения между сетевыми платами и коммутаторами нельзя свободно переводить с одно- на многомодовый кабель, так что вы должны остановить свой выбор на одном из них. Вообще же, многомодовые соединения должны работать с другими многомодовыми соединениями, а одномодовые — с другими одномодовыми. "Должны" — здесь ключевое слово, так как новизна стандарта означает, что пока лишь немногие устройства различных производителей были протестированы на совместимость. Gigabit Ethernet Alliance продемонстрировал на сетевых выставках правомочность концепции, но тестирование всевозможных комбинаций отнимет у п роизводителей определенное время.
Второе ограничение — системное: пропускная способность шины ПК или системы среднего класса может оказаться ниже, чем у Gigabit Ethernet. Старые машины могут оказаться не в состоянии в полном объеме использовать теоретическую скорость Gigabit Ethernet (целых 125 Мбайт/с).
Проблема не нова. Сетевые технологии и системные шины шли вровень в состязаниях на скорость со времен изобретения Ethernet. Читатель может вспомнить, что произошло с ПК эры AT при их использовании с обычным Ethernet. Шина ISA (ПК) и шина SCSI (Mac) едва справлялись со своей работой, в особенности когда несколько плат шины или периферийных устройств требовали их внимания. С изобретением таких новых типов шин, как Microchannel (IBM PS/2 и NCR) и EISA (Compaq Computer и многие другие), скорость шины обогнала скорость передачи данных по сети, но ненадолго.
Шина PCI была разработана для поддержки быстрых интерфейсов (трехмерные графические платы, шина SCSI и т. п.) и реализуется теперь в серверах, которые Microsoft и Intel называют стандартным высокопроизводительным сервером (Standard High Volume, SHV). Спецификация SHV описывает метод организации моста для 32-разрядной шины PCI с внешней и внутренней шиной; со временем она будет предусматривать то же для высокоскоростной 64-разрядной архитектуры шины PCI.
Третье и основное ограничение Gigabit Ethernet — это цена. Несмотря на то что стоимость соединения Gigabit Ethernet быстро падает с точки зрения цены сетевых плат и концентраторов (600 долларов за порт без учета сетевой платы), вы не должны забывать и о скрытых затратах, связанных с компьютерными системами, например Gigabit Ethernet требует приобретения вычислительной техники с более быстрыми шинами. Отраслевые эксперты сходятся во мнении, что сравнимое с Fast Ethernet падение цен произойдет не раньше, чем появится стандарт на Gigabit Ethernet для медного кабеля и, соответственно, возрастет спрос.
Проектировщики сетей и первые производители продуктов для Gigabit Ethernet предложили различные применения для этой технологии. Эти предложения можно разделить на три основные категории: магистрали, клиент-серверные сети, рабочие группы. В зависимости от категории каждое межсоединение Gigabit Ethernet имеет свою топологию, но любая архитектура использует ее скорость для высокоскоростного транспорта. Однако большая часть выпускаемых компьютеров не способна в полной мере воспользоваться преимуществами в скорости из-за своих шин.
Возможные архитектуры
Наиболее распространенное применение технологии — в качестве магистрали для повышения общей пропускной способности коммутируемого Fast Ethernet.
Многими организациями используется одновременно и Ethernet, и Fast Ethernet. Основная причина создания такой гибридной сети лежит, как правило, в области финансов и/или кабельной системы. Несмотря на то что многие организации приобретают двухскоростные сетевые платы Ethernet на 10/100 Мбит/с вот уже несколько лет, редкая организация применяет исключительно Fast Ethernet, так как она ранее вложила средства в концентраторы Ethernet и/или проводку Категории ниже 5. Со временем, однако, локально-сетевые архитектуры Fast Ethernet должны стать повсеместными, и Gigabit Ethernet станет популярным средством для связи коммутаторов между собой.
Причина этого в том, что во многих организациях сеть развивается в соответствии с иерархической моделью, где большая часть настольных систем подключается к сети с помощью концентраторов или коммутаторов Ethernet третьего уровня. В общем случае лишь немногие пользователи имеют соединения Fast Ethernet, причем эти машины часто подключаются через иерархическую цепочку концентраторов Fast Ethernet. Вершину иерархии составляет коммутатор Fast Ethernet, маршрутизатор или мост в магистральную сеть ATM или FDDI.
В иерархической сети Gigabit Ethernet реализуется как замена "не-Ethernet" магистрали. Основание отказа от ATM в том, что ATM на магистрали функционирует со скоростью 655 Мбит/с — медленнее, чем Gigabit Ethernet. Кроме того, для реализации Ethernet поверх ATM кадры Ethernet должны электронным образом преобразовываться в ячейки ATM, а эмуляция сети Ethernet должна быть реализована в виде канала через сеть ATM. Такая конфигурация не только неэффективна, но и сложна для управления и аудита.
Основания для отказа от FDDI во многом те же (хотя FDDI может быть более эффективным, чем ATM, так как он реализовывался как транспорт данных, тогда как ATM — как телефонный транспорт). Один из немногих доводов в пользу ATM — ATM для OC-16 и OC-48, так как они быстрее Gigabit Ethernet и могут в конечном итоге конкурировать с Gigabit Ethernet за место на магистрали.
Клиент - серверные модели
В клиент-серверной модели настольные ПК или приложения Web привязываются к серверу или парку серверов. Эта архитектура может использоваться от простейших приложений типа сервисов файлов и печати до сложнейших запросов к базам данных.
Методика под названием агрегирование линий представляет собой популярный способ преодоления ограничений на пропускную способность для одной сетевой платы. Используемое, как правило, с соединениями Ethernet агрегирование линий позволяет серверу передавать и принимать больше данных за счет установки дополнительных сетевых плат и, таким образом, за счет увеличения числа портов ввода-вывода (каждая плата подключается к сети независимо).