Физическая модель РБД. Локальные вычислительные сети стандарта Ethernet для рабочей группы. Топологии и расширение сетей. Мониторинг и управление сетью. Увеличение пропускной способности сети. Повышение безопасности сетей

Локальные вычислительные сети стандарта рабочей группы

В настоящее время в области телекоммуникационных технологий высокопроизводительные компьютерные сети - наиболее динамично развивающееся звено. Сейчас, практически в любом офисе, организации компьютеры объединены в локальные сети , многие - имеют выходы в глобальную мировую сеть по интернетовскому протоколу или другим LAN протоколам.

В данном курсе мы ограничимся рассмотрением наиболее популярной и распространенной сети стандарта Ethernet и ей подобных в контексте проектирования и реализации систем распределённых БД. На рисунке приведены подсемейства Ethernet с разной скоростью передачи данных и НЕКОТОРЫЕ стандарты кабельных соединений.

увеличить изображение

Важное свойство сетей семейства Ethernet декларирует сходство в правилах построения сетевых топологий.

Основные понятия сетевой терминологии

1. Устройство, являющееся источником/приемником сетевого трафика называется узлом. Узел всегда имеет сетевой адрес. Примеры узлов: компьютер, принтер, маршрутизатор, HUB.
2. Кабелем называется несколько проводников, объединённых общей защитной оболочкой. Проводниками могут быть как медные или стальные провода, так и стекловолокна.
3. Участок сети, выполненный из кабеля одного типа, называется кабельным сегментом.
4. Подсоединение узлов по длине коаксиального сегмента называется шинной топологией.
   

   
   
5. Подсоединение узлов к центральному концентратору (многопортовому повторителю) посредством витой пары или оптоволоконного кабеля точечного сегмента называется звездообразной топологией.
   

   
   
6. Концентратор (HUB) - устройство, повторяющее все сигналы (в том числе и коллизионные) по всем портам.
   • простое решение
   • нет анализа поступающих пакетов
   • нет фильтрации
7. Маршрутизатор - устройство, позволяющее определять и назначать маршрут следования сигналов.
8. Мост - устройство, позволяющее фильтровать сигналы сети и пропускать определённые пакеты. Есть 2 режима работы: режим обучения & pежим фильтрации
9. Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - это набор соединённых кабельным сегментом устройств, которые получают одни и те же пакеты данных (трафик) в виде стандартных сигналов.

Итак, в сети все устройства посылают пакеты и "слушают" друг друга. Появление на некотором узле пакетов от разных адресатов в один и тот же момент времени называется коллизией. Попавшие в неё узлы через случайно выбранный промежуток времени повторяют попытку послать пакет. Отсутствие коллизий указывает узлу на успешное прохождение пакета.

Несложно определить максимальный период кругового обращения пакета - это время прохождения коллизионного пакета между двумя наиболее удаленными узлами сети (туда и обратно). Тогда коллизионной областью называется зона оповещения (о коллизии) всех узлов сети в течение максимального периода кругового обращения.

Стандарт IEEE 802.x определяет ЛВС как коллизионную область.

Проектирование сетей рабочей группы (инженерный подход)

Обычно начинается с выбора кабельных систем. Рассмотрим некоторые, наиболее используемые в практической области, виды кабелей.

Тонкий коаксильный кабель (диаметр до 5 мм)

Выполняется с оболочкой из:

• поливинилхлорида (PVC-кабель)
• тефлона (FEP-кабель)

Пропускная способность: 10 Мбит/сек.

Подключение узлов в шинной топологии через Т-образные BNC-соединители

Минимальная длина сегмента: 0.5 м

Максимальная длина сегмента: 185 м

Максимальное число подключений узлов к одному кабельному сегменту: 30

Особенности:

• требует концевых 50-омных заглушек
• не требует заземления.

Толстый коаксиальный кабель (диаметр до 10 мм)

Выполняется с оболочкой из:

• поливинилхлорида (PVC-кабель)
• тефлона (FEP-кабель).

Пропускная способность: 10 Мбит/сек.

Соединительные элементы: разъём N-series (с возможным переходником на AUI порт)

Минимальная длина сегмента: 2.5 м.

Максимальная длина сегмента: 500 м.

Максимальное число подключений узлов к одному кабельному сегменту: 100

Особенности:

• требует установки концевых заглушек
• требует заземления в одной точке

Кабель с витыми парами

Выполняется в виде:

• 4-х парного кабеля
• кабельного жгута из 25 и более пар

Бывает экранированный(STP,FTP) и неэкранированный(UTP)

Делится на следующие категории по полосе пропускания:

• 3-категория(level 3) 15МГц STP, FTP, UTP
• 4-категория(level 4) 20МГц STP, FTP, UTP
• 5-категория(level 5) 100 МГц STP, FTP, UTP
• 5e-категория (улучшенная lеvе1 5) 100 МГц STP, FTP, UTP
• 6-категория (класс Е) 200 МГц STP, FTP, UTP
• 7-категория (класс F) 600 МГц S-STP

Пропускная способность:

• 10 Мбит/с - все категории
• 100 Мбит/с - 5,5е,6,7 категории
• 1000 Мбит/с - 5е,6,7 категории

Соединительные элементы: розетки и вилки

• 8 контактные RJ-45 - 3,4,5,5е,6 категории
• гибридные RJ-45 - 7 категории
• 50 контактный разъём Telco

Максимальная длинна сегмента:

• без усиления сигнала до 150 м;
• с усилителем сигнала- до 225 м (level 5 и выше)

Тестирование витой пары

1. Схема соединений
2. Длина сегмента
3. Погонное затухание (ослабление сигнала с удалением от источника)
4. Переходное (наведённое) затухание на ближнем/дальнем конце (влияние сигнала одной пары на другую)
5. Сигнал-шум

Факторы увеличения пропускной способности

1. Чистота металла (меди)
2. Медная проволока увеличенного диаметра (снижает погонное затухание)
3. Применение специальных разделителей между парами