Проектирование сети

 Существуют два основных стандарта распределения пар проводов по контактам разъемов RJ45: EIA-T568A и EIA-T568B. Существуют еще внутрифирменные стандарты для работы с определенными марками кабелей и коммутационного оборудования, но правила применения данных видов кабельной продукции писываются в сопроводительных документах. По стандарту EIA-T568A пары распределяются следующим образом (см. рис 1,2). 

 

Рис.1. Соответствие цветовых маркировок парам проводников

Рис. 2. Расположение пар и контактов на разъемах по стандартам Т568А, Т568В и Ethernet.

- обращать внимание  на упаковочные листы к соединителям. Некоторые фирмы (например Hubbell Premise Wiring) выпускают соединители с  отличным от приведенного выше  распределением пар;

- в пределах одной горизонтальной подсистемы использовать кабель одной марки одного и того же производителя;

- вся подсистема должна  содержать изделия только 5-й категории  (включая патч-панели, розетки и  разъемы);

- горизонтальные кабели  должны иметь длину порядка 90 метров (стандарт IEEE 802.3 запрещает применение кабеля длиной более 90 м);

- соединительные кабели (кабели, прокладываемые от розетки  до сетевого адаптера компьютера) не должны иметь длину более  10 метров;

- общая длина горизонтального  и соединительного кабелей не должна превышать 100 метров;

- расплетение пар при  их заделке допускается не  более чем на 1/2 дюйма (12.7 мм);

- общее количество  соединителей в горизонтальной  проводке не должно превышать  четырех устройств. Обратите внимание на то, что номера пар в стандартах 568А и 568В меняют свое месторасположение и даже цвет, но при этом "информационная" принадлежность контактов остается прежней.

 

 

Вертикальная подсистема

Вертикальные подсистемы - территориальные подсистемы, служащие для подключения горизонтальных подсистем друг к другу. Обычно реализуются на базе коаксиального кабеля, защищенной витой пары или волоконно-оптического кабеля.

Административная подсистема

Эту кабельную подсистему, как правило, не выделяют в виде самостоятельной  структуры. С одной стороны это правильно, но часто ее желательно обозначить перед Заказчиком как отдельную структуру. Административная подсистема кабельного монтажа - это функциональная подсистема. Ее назначение связывать подсистемы рабочих групп и горизонтальные подсистемы в единое целое. Она должна обеспечивать возможность установления резервных связей, подключение дополнительных рабочих мест и других подсистем. Нередко в рамках административной подсистемы требуется поддержка автономной системы энергоснабжения, голосовой и видио-связи. Одно из основных требований к административной подсистеме - гибкость и возможность увеличения мощности.

Базовая подсистема (кампус)

Базовые подсистемы служат для объединения вертикальных или  административных подсистем друг с  другом. В этом случае наиболее оправдано применение оптоволокна. В настоящее время на оптоволокне Ethernet работает с скоростями 10 Мбит/сек и 100 Мбит/сек, ожидается появление оборудования со скоростью 660 Мбит/сек (теоретическая пропускная способность оптических кабелей на сегодня оценивается цифрой 200Гбит/сек). Многие компании используют для организации базовых подсистем оборудование, поддерживающее FDDI стандарт - волоконный распределенный интерфейс данных, имеющий производительность 100 Мбит/сек. В последнее время, с утверждением стандарта на ATM, в мире все шире начинает применяться этот тип оборудования.

Предприятия, выпускающие  оборудование для ЛВС поддержали идеи организации сетей на базе структурированных  систем монтажа. Более того, работая  над проблемой объединения между собой разных типов кабельных сетей, они выработали универсальный подход для решения этой проблемы - интеллектуальный модульный концентратор (Intelligent Hub). Этот вид оборудования выпускается в виде блока со сменными модулями, обеспечивающими связи со всеми типами кабельных систем. Большинство проектировщиков ЛВС давно пришли к мысли, что Hub-технологии и структурированный монтаж должны стать составной частью обычной рядовой офисной сети. С этой мыслью, и как можно скорее, должны свыкнуться Заказчики. НА КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ НЕЛЬЗЯ ЭКОНОМИТЬ. Лучше поставьте на 2-3 компьютера меньше. Их Вы докупите чуть позже, но зато дешевле, а кабельную подсистему придется менять или реконструировать и это будут выброшенные “на ветер” деньги. 

 

 

 

 

 

 

Приложение 2

Кабельные системы UTP

UTP - Unshielded Twisted Pair.

Современные стандарты определяют 4 категории кабелей из скрученных пар:

	Характеристики передачи определены до частоты 16 МГц	Удовлетворяет требованиям категории 3 и класса С стандартов ISO/IEC 11801 2000 г, ANSI/TIA/EIA-568-B.1, ANSI/TIA/EIA-568-B.2. Требования определены до частоты 16 МГц.
	Характеристики передачи определены до частоты 100 МГц	Соответствует требованиям категории 5e стандартов 568-B.1 и 568-B.2, а также  дополнительного класса D 3 стандарта ISO/IEC 11801. Требования определены до частоты 100 МГц. Данная спецификация является расширением категории 5 и класса D.
	Характеристики передачи будут  определены до частоты 250 МГц	Соответствует требованияv категории 6 и класса Е, разрабатываемым группами ISO/IEC и TIA. Предполагается, что требования будут определены до частоты не менее 250 МГц. Данная спецификация является расширением категории 5е.
	Характеристики передачи будут определены до частоты 600 МГц	Соответствует требованияv категории 7 и класса F, разрабатываемым группами ISO/IEC и TIA. Предполагается, что требования будут определены до частоты не менее 600 МГц. Данная спецификация является расширением категории 6.

Примечания:

Категории 4 и 5 в соответствии со стандартами TIA и ISO/IEC не должны больше использоваться для прокладки кабельных  систем.

Стандарты для категорий 6 и 7 в настоящее время разрабатываются

 

Приложение 3

 

СЛОЖИВШАЯСЯ ПРАКТИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ  СЕТЕЙ ИЛИ [3]

ТИПИЧНЫЙ  ПРИМЕР РАЗВИТИЯ СЕТИ МАСШТАБА ЗДАНИЯ  

 

В данной работе излагается сложившуюся практика проектирования локальных вычислительных сетей. Материал представлен в виде истории развития процесса создания современной ЛВС на гипотетическом предприятии.

Рассматривая ниже варианты развития локальных сетей до масштабов  здания допускется следующее:

• здание состоит из четырех этажей (это позволило создать сопоставимые рисунки);
• ширина здания не превышает 200 метров (возможно создание одного коммутационного центра с сетеобразующим оборудованием на этаже);
• высота здания не превышает 200 метров (возможно применение UTP/STP кабелей для построения межэтажных связей).

Сети  начального уровня

Как правило, при принятии решения о монтаже современной локальной вычислительной сети, на предприятии уже существует LAN того или другого уровня. Как правило, это одноранговая сеть, построенная с применением тонкого коаксиального кабеля или простейшая сеть на базе одного концентратора (Hub-а), в рамках которой функционируют рабочие места программистов и пользователей сети (см. рис. 1):

Рис. 1. Простейшая сеть с  применением UTP кабеля (слева) или коаксиального  кабеля (справа) 

 

Переход к сетям среднего класса

Начало работ по модернизации сети обычно начинается с увеличения количества серверов, как наиболее дорогих компонентов проекта, а также с введения в состав сети коммутатора (Switch-а) для повышения производительности серверной подсистемы и рабочих мест разработчиков программного обеспечения. В результате это приводит к появлению ЛВС примерно следующей структуры (см. рис. 2):

Рис. 2. Простейшая сеть с  применением коммутатора

На этом этапе закладываются будущие проблемы модернизации и возможности расширения сети, которые неизбежно возникают у заказчика сетевых работ через 2-3 года эксплуатации сети. На этом этапе, как правило, возникает две ошибки при определении характера инвестиций, на которую системные интеграторы идут кто сознательно, руководствуясь при этом принципом “сколько денег выделил заказчик, столько и возьмем”, а кто и по причине допущения следующих ошибок:

1. если сервер один, нет смысла торопиться с внедрением коммутатора. Его установка не приведет к сколько-нибудь значительному повышению производительности сети, т.к. все равно все клиенты сети замыкаются на одну кабельную связь. В этом случае лучше приобрести дополнительный сервер для разработчиков программного обеспечения, резервного хранения данных или еще для каких-либо целей. Лучше не торопиться раньше времени делать ставку, что чаще всего и происходит, на производителя активного сетевого оборудования. Статистика показывает: системные интеграторы обычно применяют те сетевые технологии, которые предлагает производитель центрального коммутатора. Но сетевые технологии очень активно развиваются и если поторопиться, можно выбрать далеко не самый лучший вариант.
2. неправильная оценка перспектив развития ЛВС. Важно правильно оценить класс, к которому будет относиться Ваша сеть. Наиболее распространенную ошибку системные интеграторы допускают в пограничных областях: между ЛВС среднего и “тяжелого” классов. К ЛВС среднего класса относятся сети, имеющие в своем составе 100-120 портов, а к “тяжелым” сетям - более крупные (более 120 портов) объекты. Заказчик должен знать, что принципы проектирования активного сетеобразующего оборудования для сетей начального уровня (рабочей группы), среднего и тяжелого классов различны и нельзя построить нормально работающую крупную сеть используя компоненты с неподобающими характеристиками.

Компьютеризация всего предприятия

На данном этапе развития администрация фирмы принимает  решение “о компьютеризации всего  предприятия”. Как правило, при этом строится сеть с применением топологии типа ЗВЕЗДА, закладываются вертикальная подсистема 10Base-T с применением кабеля SFTP/STP/UTP Cat.5, а также горизонтальные подсистемы всех этажей с применением кабеля UTP Cat.5 (см. рис.3). Это наиболее распространенное и современное решение, позволяющее со временем перейти на любые 100-мегабитные технологии с применением медных кабелей (100Base-TX/Т4, 100VG-AnyLAN, CDDI) без проведения дополнительных строительно-монтажных работ.

Принимая решение о  топологии ЛВС, на этом этапе не стоит забывать о возможностях построения магистрали с применением технологии 10Base-2. Это очень “древнее” решение, однако оно полностью оправдано в тех случаях, когда рабочие группы территориально распределяются по различным этажам здания, имеют свои локальные сервера, трафик между рабочими группами (этажами) не напряженный (см. рис. 4). В таких ситуациях снижаются потребности в высокоскоростной магистрали. Это достаточно надежное и не дорогое решение. А применение в узлах оборудования, поддерживающего UTP-технологии позволяет гибко решать проблемы развития рабочих групп, расположенных на этажах. Обычно на этом этапе поднимается требование, которое звучит примерно так: “ВСЕ РАНЕЕ КУПЛЕННОЕ ДОЛЖНО БЫТЬ В ЭКСПЛУАТАЦИИ”. Это в принципе ошибочная установка. Именно в это время еще можно отказаться от не правильно сделанных ранее шагов. Более позднее исправление ошибок потребует средств, в десятки раз более крупных.

В данный период развития сети:

1. Серверная подсистема ЛВС предприятия обязательно приобретает законченные черты функциональной и территориальной единицы. Для нее выделяется отдельное помещение, обычно с режимным допуском.
2. Активное сетеобразующее оборудование, такое как концентраторы, коммутаторы, иногда локальные сервера сосредотачиваются по центрам - коммутационным узлам.
3. Количество коммутационных узлов стремятся минимизировать. Самая устойчивая и защищенная сеть имеет всего один коммутационный узел, в котором сосредоточено все активное сетеобразующее оборудование.
4. Нередко в это время в рамках серверной подсистемы появляются кластерные узлы. Это хорошее техническое решение, способствующее повышению надежности работы сети как аппаратно-программного комплекса.
5. Начинают применяться первые элементы систем структурированного монтажа: электромонтажный короб, розетки для интерфейсного кабеля коммутационные шкафы для монтажа пассивного и активного сетеобразующего оборудования.
6. Рабочие группы, некоторые из которых имеют локальные сервера, объединяются с применением Switch-технологии.

Рис.3. Типичная ЛВС на базе топологии "Звезда"

Рис.4. Вариант построения ЛВС с низкоскоростной шинной магистралью

 

Утверждение на позициях “тяжелого” класса

Очередной этап развития - результат совершенствования идеологии  построения сети с учетом накопленного за время ее эксплуатации опыта. Данный этап развития сети представляет собой  своеобразную “точку возврата”, или, если хотите, поворотный момент в построении ЛВС с точки зрения стоимостной оценки применяемого активного сетеобразующего оборудования, после которого затраты на изменение сетевой технологии нельзя будет оправдать, т.к. они будут слишком велики. Как правило, это проект отказоустойчивой и производительной сети, который имеет несколько основных вариантов решения:

• FDDI - как самая проверенная и надежная высокопроизводительная архитектура. При этом эксплуатируемая ранее вертикальная кабельная система (построенная как правило по технологии 10Base-T) превращается в резервную (аварийную) систему доступа рабочих мест к серверной подсистеме.
• Технологии коммутации с параллельно работающими каналами - как самые новые, появившиеся за последние 2 года архитектуры (например, одна из возможностей технологии Secure Fast фирмы Cabletron Systems). В этом случае, эксплуатируемая ранее вертикальная кабельная система (построенная, как правило, по технологии 10Base-T), продолжает функционировать как один из каналов связи между рабочими местами и серверной подсистемой.
• Внедрение технологий 1000Base или АТМ для магистральных каналов.