Розробка структурної схеми комп’ютерної мережі (стр. 2 из 3)

Кадр повинен передаватися по шині невеликими частинами, по декілька байт, щоб передача кадрів між декількома портами відбувалася в псевдопаралельному режимі, не вносячи затримок у передачу кадру в цілому. Вхідний блок процесора поміщає в комірку, прийнятний по шині, тег, у якому вказує номер порту призначення. Кожен вихідний блок процесора порту містить фільтр тегів, що вибирає теги, призначені даному порту. Шина, так само як і комутаційна матриця, не може здійснювати проміжну буферизацію, але тому що дані кадру розбиваються на невеликі комірки, то затримок з початковим очікуванням доступності вихідного порту в такій схемі немає - тут працює принцип комутації пакетів, а не каналів.

Третя базова архітектура взаємодії портів – двовхідна поділювана пам'ять.

Архітектура поділюваної пам'яті

Вхідніблокипроцесорівпортівз'єднуютьсязвходомперемикачем,що,поділяєпам'ять,авихідніблокицихжепроцесорівз'єднуютьсяперемикачемзвиходомцієїпам'яті.Перемиканнямвходуйвиходуподілюваноїпам'ятіуправляєменеджерчергвихіднихпортів.Уподілюванійпам'ятіменеджерорганізуєкількачергданих,пооднійдлякожноговихідногопорту.Вхідніблокипроцесорівпередаютьменеджеровіпортівзапитиназаписданихучергутогопорту,щовідповідаєадресіпризначенняпакета.Менеджерпочерзіпідключаєвхідпам'ятідоодномуізвхіднихблоківпроцесорівітойпереписуєчастинуданихкадрувчергупевноговихідногопорту.Помірізаповненнячергменеджерробитьтакожпочерговепідключеннявиходуподілюваноїпам'ятідовихіднихблоківпроцесорівпортів,іданіізчергилистуютьсяувихіднийбуферпроцесора.

Комбіновані комутатори.У кожної з описаної архітектури є свої переваги й недоліки, тому часто в складних комутаторах ці архітектури застосовуються в комбінації одна з одною.

Комбінування архітектури комутаційної матриці й загальної шини

Комутатор складається з модулів з фіксованою кількістю портів (2-12), виконаних на основі спеціалізованій ВІС, що реалізує архітектуру комутаційної матриці. Якщо порти, між якими потрібно передати кадр даних, належать одному модулю, то передача кадру здійснюється процесорами модуля на основі наявної в модулі комутаційної матриці. Якщо ж порти належать різним модулям, то процесори спілкуються по загальній шині. При такій архітектурі передача кадрів всередині модуля буде відбуватися швидше, ніж при міжмодульній передачі, тому що комутаційна матриця - найбільш швидка, хоча й найменш масштабований спосіб взаємодії портів. Швидкість внутрішньої шини комутаторів може досягати десятки Гбіт/с.

4. Вибір обладнання

Отже ми з'ясували що комутатори зв'язують процесори портів по трьох основних схемах - комутаційна матриця, загальна шина й поділювана пам'ять. У комутаторах з фіксованою кількістю портів звичайно використовується комутаційна матриця, а в модульних комутаторах - сполучення комутаційної матриці в окремих модулях із загальною шиною й поділюваною пам'яттю для зв'язку модулів.

Для підтримки режиму, що не блокує, роботи комутатора загальна шина або поділювана пам'ять повинні мати продуктивність, що перевищує сумарну продуктивність всіх портів максимальної швидкісного набору модулів, які встановлюються в шасі.

Основними характеристиками продуктивності комутатора є: швидкість фільтрації кадрів, швидкість просування кадрів, загальна пропускна здатність по всіх портах у мегабітах за секунду, затримка передачі кадру. На характеристики продуктивності комутатора впливають: тип комутації – "на льоту" або з повною буферизацією, розмір адресної таблиці, розмір буфера кадрів.

Для автоматичної підтримки резервних зв'язків у складних мережах у комутаторах реалізується алгоритм покриваючого дерева ‑ Spanning Tree Algorithm. Цей алгоритм заснований на періодичній генерації службових кадрів, за допомогою яких виявляються й блокуються петлевидні зв'язку в мережі. Комутатори можуть поєднувати сегменти різних технологій локальних мереж, транслюючи протоколи канального рівня у відповідності зі специфікацією IEEE 802.1Н.

Комутатори підтримують різноманітні користувацькі фільтри, засновані на Мас-адресах, а також на вміст полів протоколів верхніх рівнів. В останньому випадку адміністратор повинен виконати великий обсяг ручної роботи із завдання положення поля відносно початку кадру і його необхідне значення. Звичайно фільтри допускають комбінацію декількох умов за допомогою логічних операторів AND й OR. Комутатори забезпечують підтримку якості обслуговування за допомогою пріоритетної обробки кадрів. Стандарт 802.1р визначає додаткове поле, що складається з 3 біт, для зберігання пріоритету кадру незалежно від технології мережі. Технологія віртуальних локальних мереж (VLAN) дозволяє в мережі, побудованій на комутаторах, створити ізольовані групи вузлів, між якими не передається будь-який тип трафіка, у тому числі й широкомовний. Віртуальні мережі є основою для створення великих маршрутизованих мереж і мають перевагу перед фізично ізольованими сегментами гнучкістю складу, що змінюється програмним шляхом.

Останнім часом спостерігається виразна тенденція витиснення комутаторами концентраторів з нижніх рівнів великих мереж. Існують дві основні схеми застосування комутаторів: зі стягнутої в точку магістраллю й з розподіленою магістраллю. У великих мережах ці схеми застосовують комбіновано.

Для побудови даної комп’ютерної мережі я вирішив використати комутатор фірми D-Link DGS-1248T/GE (WebSmart комутатор з 44 портами 10/100/1000Base-T + 4 комбо-портами 1000Base-T/Mini GBIC (SFP) і функцією енергозбереження). Комутатор DGS-1248T/GE є ефективним способом підвищення продуктивності та безпеки мереж малого бізнесу. DGS-1248T забезпечує швидкість Gigabit Ethernet для підтримки програм, чутливих до смуги пропускання, і розширення ємності мережі. Розширений функціонал включає комбо-порти Gigabit, підтримку Power over Ethernet1, QoS, а також функції гнучкого багатофункціонального управління. Підтримка Power over Ethernet дозволяє спростити установку бездротових точок доступу, мережевих камер, телефонів VoIP та іншого мережного обладнання.

Для сполучення комп’ютерів з комутатором використовую виту пару. Фактично вита пара представляє собою восьмижильний кабель, в якому для обміну інформацією в мережі використовується чотири пари провідників.

Ще одна важлива задача - це вибір комп'ютерів. Якщо для робочих станцій або невиділених серверів звичайно використовують звичайні комп'ютери, то виділений сервер краще придбавати спеціально для мережі. Краще, якщо це буде швидкодійний спеціалізований комп'ютер-сервер, спроектований з урахуванням специфічних потреб мережі (такі сервери випускаються всіма найбільшими виробниками комп'ютерів).

Для побудови даної мережі також використовую мережеву карту – це спеціальний пристрій основне призначення якого є забезпечувати двох направлений обмін даними між персональним комп’ютером і локальною мережею (комутатором). Вона є одним із елементів апаратної конфігурації комп’ютера.

Варто тільки відзначити, що продуктивність мережі і її надійність визначаються самим низькоякісним її компонентом. Тому, купуючи дорогі концентратори або комутатори, не варто економити на мережних адаптерах. Вірно і зворотне. У будь-якому випадку краще, коли всі компоненти устаткування максимально повно відповідають один одному.

В проектуванні даної мережі використовую різновид мереженої карти розрахований на роботу з мережами класу 1000Base-T і комплектується роз’ємами RG-45. Роз’єм має вид поглиблення прямокутної форми з невеликим пазом для замка мережевої вилки, в нижній частині гнізда розміщено вісім контактів, які з’єднуються з відповідними контактами вилки мереженого кабеля. Відстань між мережевим комутатором та робочою станцією не перевищує 100 м.

5. Розроблення структури мережі

Структурна схема мережі.

Специфікація обладнання.

Характеристики: комутатора D-Link DGS-1248T/GE

Стандарти і функції портів

- IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet (мідний кабель на основі витої пари)

- IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet (мідний кабель на основі витої пари)

- IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet (мідний кабель на основі витої пари)

- IEEE 802.3z Gigabit Ethernet (оптоволоконний кабель)

- Автоузгодження ANSI / IEEE 802.3 NWay

- Управління потоком 802.3х

- 802.3af Power over Ethernet (тільки для DGS-1224TP)

- Автовизначення MDI / MDIX для всіх портів на основі витої пари

Кількість портів

44 порту 10/100/1000BASE-T, 4 комбо-порту 10/100/1000BASE-T/SFP

При використанні SFP відповідні порти 10/100/1000 BASE-T блокуються

Швидкість передачі даних

Ethernet:

- 10 Мбіт / с (напівдуплексний режим)

- 20 Мбіт / с (повнодуплексний режим)

Fast Ethernet:

- 100 Мбіт / с (напівдуплексний режим)

- 200 Мбіт / с (повнодуплексний режим)

Gigabit Ethernet:

- 2000 Мбіт / с (повнодуплексний режим)

Мережеві кабелі

- UTP кат. 5, кат. 5e (100 м макс.)

- EIA/TIA-568 100-Ом STP (100 м макс.)

Повний / напівдуплекс

- Повний / напівдуплекс для швидкості 10/100 Мбіт / с

- Повний дуплекс для швидкості Gigabit

Програмне забезпечення

Функції 2 рівня

- IGMP snooping: підтримка 64 групи під LGPL (Multicast Groups)

- 802.1D Spanning Tree

- Агрегація портів: до 6 груп на пристрій, до 8 портів на групу

Продуктивність

Пропускна здатність комутатора

96 Гбіт / с

Метод комутації

- Store-and-forward

Критерії на вибір кабелю теж стали більш жорсткими. Для зменшення наведень, односпрямованої передачі, зворотних втрат, затримок і фазового зрушення, була прийнята до використання категорія 5e для неекранованої крученої пари.

Обтиск кабелю для мережі виробляється по одній з наступних схем: