Последовательность проектирования

 Перечислим основные отличительные характеристики и факторы, влияющие на выбор КПАС ЛВС и проектирование соответствующей конфигурации:

1. Среда передачи информации или кабельная система. Характерис­тики: частота, напряжение или мощность сигнала, затухание сигнала, помехозащищенность, защита от климатических воздействий, протя­женность без промежуточного усиления сигнала, ширина полосы частот, стоимость приобретения и установки.

2. Метод доступа к среде.

3. Метод передачи: моноканал или поликанал.

4. Топология.

5. Максимальная протяженность сети.

6. Пропускная способность сети.

7. Типы передаваемой информации: данные, речь, изображения.

8. Сетевое программное обеспечение: уровни аппаратной и програм­мной реализации, функциональные возможности, требуемая емкость памяти и др.

9. Интерфейсы: соответствие стандартам, тип интерфейса (асинхрон­ный, синхронный, последовательный, параллельный), скорость переда­чи данных между оконечной системой и контроллером (или станцией) локальной сети. Канал контроллер — оконечная система может быть реализован несколькими способами. Чаще других используются каналы с разделением памяти, с разделением порта ввода/вывода и с прямым доступом к памяти. Они перечислены в порядке убывания скорости передачи.

10. Интерсетевое обеспечение: типы шлюзов в данном КПАС (связь с сетями Х.25, DECnet, SNA и др.), локальные и удаленные мосты, реализация, стоимость.

11. Надежность. При рассмотрении этого фактора необходимо отве­тить на следующие вопросы:

- Какова надежность ЛВС в целом по сравнению с надежностью ее отдельных оконечных систем?

- Какова вероятность сбоя, выводящего из строя всю ЛВС?

- Является ли сетевое оборудование (контроллеры, приемопере­датчики, повторители, ретрансляторы и др.) более надежным, чем око­нечные системы?

- Какова вероятность искажений при передаче информации по среде?

- Поддерживаются ли в данном КПАС тестовые и диагностические процедуры и каковы их возможности?

- Указывает ли изготовитель параметры надежности сетевых компо­нентов?

12. Защита данных: наличие мостов для изоляции графика отдельных участков ЛВС; наличие таких механизмов, как проверка прав досту­па к общим файлам, проверка паролей для доступа к отдельным око­нечным системам и др.

13. Оконечные системы: типы оконечных ЭВМ, поддерживаемых данным КПАС, максимальное число подключений. Необходимо учиты­вать интерфейс контроллер—оконечную систему (см. п. 9).

14. Окружающая среда: климатические и электромагнитные парамет­ры, требования к размерам и массе устройств.

15. Расширяемость: подключение дополнительных устройств, удли­нение сети связи, развитие применений и прикладных систем.

16. Стоимость: учет таких составляющих, как приобретение, уста­новка, обучение, эксплуатация, реконфигурация.

17. Управление трафиком: возможность управления нагрузкой, ап­паратная или программная реализация.

18. Административное управление: наличие специальных средств, таких, как консоль администратора, мониторы, тесты, журнал, эксперт­ная система и др. (см. гл. 8).

19. Показатели качества функционирования: эффективная пропуск­ная способность (производительность), задержка сообщений в сети, время отклика, частота ошибок, возможность организации приорите­тов, уровень защиты данных, надежность.

20. Документация: степень полноты и простоты документации на сеть, включающей руководства пользователя/программиста, администра­тора/оператора, спецификации интерфейсов, описание всех компонен­тов КПАС.

21. Установка: трудоемкость трассировки кабелей, проработки соединений, установки и доступности врезок, панелей, контроллеров и других сетевых компонетов, подключения оконечных систем, прове­дение испытаний.

22. Обучение. Оценивается программа обучения пользователей и персонала ЛВС, предлагаемая изготовителем КПАС ЛВС: место обуче­ния, продолжительность курса, оснащенность полигона, требования к начальным знаниям обучающихся, возможности и программа обуче­ния в процессе и после установки ЛВС.

23. Сопровождение (техническое обслуживание): наличие и стои­мость специальных тестеров и мониторов, трудоемкость и быстрота внесения изменений в программное обеспечение, а также замены плат, устройств, кабелей.

При решении задач размещения сетевого оборудования и трасси­ровки кабельной сети необходимо:

а) учитывать особенности окружающей среды;

б) устанавливать оборудование в местах, легкодоступных для обслу­живающего персонала;

в) располагать интенсивно взаимодействующие компоненты ЛВС близ­ко друг от друга;

г) использовать для изоляции графика отдельных подсистем (например, графика администрации учреждения от сети связи рабочих мест рядовых сотрудников) мосты, разделяющие сети связи подсистем;

д) учитывать наличие или отсутствие фальшполов или специальных кабельгонов, что обеспечивает возможности трассировки кабелей в по­мещениях, и другие факторы.

Ответы на каждый из представленных пунктов последовательности практически дает полное представление системного подхода проектирования и дополнительно административного управления вычислительной сетью.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Сетевые специалисты утверждают, что 50% технологий в области вычислительных сетей полностью устаревает за 5 лет. Довод спорный, но факт остается фактом: набор базовых технологий, представления о перспективности той или иной технологии, подходы и методы решения ключевых задач и даже понятия о том, какие задачи при создании сетей являются ключевыми – все это меняется очень быстро и часто неожиданно.

Скорость и все большее использование новых информационных и телекоммуникационных технологий стали теперь явлением, общим для большинства стран. В будущем спутники дадут любому человеку на земном шаре возможность связаться с любым другим человеком в любой момент времени и в любом месте. Связь уже технически разрешима не только голосовая, но и визуальная, и это станет правилом в нашем обществе. Человек уподобится нейрону, являющемуся звеном в необъятной сети, будучи сам по себе сетью нейронов, связанных со всеми остальными изнутри или снаружи.

Как знание аксиом в математике позволяет приходить к новым выводам, так и знание основополагающих сетевых концепций, представленных в данном учебном пособии, позволяет легко разобраться в новых, пусть даже на первый взгляд и очень сложных, сетевых технологиях.

 

 

 

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Общий принцип работы вычислительной сети…………………………..3

1.1 Распределенные системы обработки данных……………………….3

1.2 Принцип работы глобальной вычислительной сети………………..4

1.3 Прием/передача информации в вычислительных сетях……………6

1.4 Эффект сетевой обработки данных………………………………….7

1.5 Характеристики ВС…………………...……………………………...7

2. Локальные вычислительные сети………………………………………….8

2.1 Топологии вычислительной сети………………………………….8

2.1.1 Топология типа «звезда»…………………………………...8

2.1.2 Кольцевая топология……………………………………….9

2.1.3 Шинная топология.………………………………………..11

2.1.4 Деревовидная топология…………………………………12

3.Многоуровневая организация управления приемом/передачей        информации в вычислительных сетях…………………………………….. 14

3.1 Уровни управления вычислительной сетью……………………….14

       3.2 Структура сообщения……………………………………………….16

3.3 Интерфейсы и протоколы сети……………………………………..17

3.3.1 Интерфейсы………………………………………………. 17

3.3.2 Протоколы…………………………………………………17

3.4 Организация доставки сообщений в сети………………………….18

                      3.4.1 Коммутация каналов, сообщений и пакетов…………...18

3.4.2 Дейтаграммные и виртуальные каналы………………...22

4. Протоколы управления каналами и сетью передачи данных………...23

4. 1 Физический уровень……………………………………………….24

                     4.1.1 Механические характеристики………………………….26

4.1.2 Электрические характеристики…………………………26

4.1.3 Функциональные характеристики………………………28

4.1.4 Процедурные характеристики…………………………..29

4.2 Канальный уровень………………………………………………..30

                      4.2.1 Управление доступом к каналам связи…………...……34

4.3 Сетевой уровень……………………………………………………36

4.3.1 Адресация и маршрутизация пакетов…………………..37

4.3.2 Способы адресации………………………………………38

4.3.3 Маршрутизация пакетов…………………………………40

4.3.4 Протокол Х.25……………………………………………45

4.3.5 Принцип межсетевого взаимодействия………………...48

4.4   Транспортный уровень…………………………………………...50

4.5 Протоколы верхних уровней…………………………………….55

5 Система административного управления………………………………...57

5.1 Требования к управлению вычислительной сетью………57

5.2 Организационная структура САУ………………………...58

5.3 Общая характеристика САУ………………………………59

5.4 Подсистема регистрации, сбора и обработки

информации………………………………………………..62                                                      

5.5 Управление конфигурацией………………………………64

5.6 Контроль характеристик функционирования……………65

5.7 Управление пользователями………………………………69

5.8 Реконфигурация сети………………………………………70

5.9 Средства административного управления………………..71

6 Сетевые операционные системы…………………………………………...73

6.1 Определение операционной системы……………………73

                      6.2 ОС как расширенная машина……………………………..73

                     6.3 ОС как система управления ресурсами…………………..74

6.4 Эволюция ОС……………………………………………….75

6.5 Классификация ОС………………………………………78           6.5.1 Особенности алгоритмов управления ресурсами….78

6.5.2 Поддержка многозадачности………………………..78

6.5.3 Поддержка многопользовательского режима……..79

6.5.4 Поддержка многонитевности………………………..79

6.5.5 Многопроцессорная поддержка обработки……...…80

6.6 Особенности аппаратных платформ……………………...80

6.7 Особенности областей использования……………………82

6.8 Особенности методов построения………………………...84

6. 9 Выбор сетевой операционной системы………………….85

6.9.1 Ценовая оценка………………………………………85

6.9.2 Функциональные возможности……………………..86

6.9.3 Надежность…………………………………………...88

6.9.4 Системное управление………………………………89

6.9.5 Производительность…………………………………89

6.9.6 Требования к аппаратному обеспечению…………..89

7 Средства телекоммуникаций в вычислительных сетях………………..91

7.1 Структура стандартов IEEE 802.1 - 802.5………………………93

7.2 Стандарты технологии Ethernet……………………….95

                            7.3 Метод доступа CSMA/CD…………………………….96

7.4 Спецификация физической среды Ethernet…………101

7.5 Стандарт 10Base-T……………………………………102

7.6 Стандарт 10Base-F…………………………………...103

7.7 Методика расчета конфигурации сети Ethernet……105

8 Основные характеристики стандарта Token Ring ……………………...109

8.1 Маркерный метод доступа к разделяемой среде…...109

8.2 Форматы кадров Token Ring…………………………111

8.3 Физическая реализация сетей Token Ring …………116

9 Высокоскоростная технология Fast Ethernet ……………………………117

                            9.1 Fast Ethernet как развитие классического Etherneta..117

                9.2 Форматы кадров технологии Fast Ehernet…………..120

9.3 Спецификации физического уровня Fast Ehernet…..121

9.4 Интерфейс МII………………………………………...123

9.5 Передача данных через МII………………………….124

9.6 Физический уровень 100Base–FX многомодовое

оптоволокно…………………………………………...125

               9.7 Протокол Gigabit Ethernet ……………………………126

10 Основы технологии FDDI ………………………………………………...128

10.1 Типы узлов и правила их соединения в сеть……...134

10.2 Одиночное и двойное присоединение к сети……..134

11 Общая характеристика технологии 100 VG - AnyLAN ………………..134

11.1 Структура сети 100VG-AnyLAN…………………..136

11.2 Стек протоколов технологии 100VG-AnyLAN…...138

11.3 Функции уровня MAC……………………………...140

11.4 Функции уровня PMI……………………………….142

11.5 Функции уровня PMD……………………………....144

11.6 Тестирование кабелей в сетях 100VG-AnyLAN…..147

11.7 Пример работы сети 100VG-AnyLAN……………..147

12 Назначение виртуальных сетей………………………………………...149

12.1 Типы виртуальных сетей……………………………152

12.2 VLAN на основе группировки портов……………..152

12.3  VLAN на основе MAC=адресов…………………...153

12.4  Использование меток………………………………155

12.5 Использование спецификации LANE……………...157

12.6 Использование сетевого протокола………………..158

13 Методы проектирования конфигурации вычислительной сети…...159

13.1 Критерии и факторы выбора конфигурации ЛВС...159

13.2 Типы пользователей…………………………………160

13.3 Последовательность проектирования……………...161

14 Заключение………………………………………………………………..164

15 Литература…………………………………………………………………165

16 Оглавление………………………………………………………………... 166