Технології побудови інформаційної мережі

Методи організації інформаційної інфраструктури

Будь яка інформаційна інфраструктура може бути організована з використанням двох протилежних способів[1]:

1. Це організація проводової інфраструктури на базі структурованої кабельної системи.

2. Це організація безпроводової інфраструктури.

Кожний з цих варіантів має свої недоліки і свої переваги. Вибір того чи іншого варіанту залежить в певній мірі від зовнішніх умов.

Організація телекомунікаційної інфраструктури на базі безпроводових технологій вважається менш класичним способом. Основною перевагою цього способу є швидкість організації телекомунікаційної інфраструктури та високий ступень мобільності корпоративної мережі. Також до переваг цього способу слід віднести, те що він вимагає значно менше коштів на його реалізацію. Крім того даним спосіб надає користувачам можливість більш гнучкого пересування у радіусі дій безпроводової мережі.

Основними недоліками цього способу є відносно низька швидкість мережі порівняно з проводовою, та менша надійність та захист передаваємої інформації. Також слід відзначити, що безпроводові мережі більш підвердженні впливу електромагнітних перешкод.

Організація інформаційної інфраструктури на базі структурованої кабельної системи є більш класичним способом. Більшість підприємств застосовують саме цей спосіб. Це пов’язано в першу чергу з тим, що кабельна мережа забезпечує більш високі швидкості роботи мережі. Крім того при необхідності можна досить просто реалізувати функцію масштабування - тобто здійснити перехід від однієї швидкості передачі даних до іншої більш високої.

К недолікам даного способу зазвичай відносять більш високу вартість реалізації проекту, а також те що, для реалізації (тобто монтажу) структурованої кабельної системи потребується значно більше часу.

Сьогодні при будівництві інформаційної мережі на базі структурованої кабельної мережі в якості топології використовують топологію ієрархічна зірка. В першу чергу це пов’язано з тим, що даний тип топології має більшу надійність ніж шина топологія, а по друге базова топологія створення структурованої кабельної мережі – це також ієрархічна зірка.

Досить часто корпоративну мережу поділяють на три рівня ієрархії - рівень доступу, рівень розподілу та рівень ядра[6]. Функціонально данні рівні присутні завжди, однак фізично інколи рівень ядра та рівень розподілу можуть бути об’єднані.

Рівень ядра - забезпечує функціонування усіх основних сервісів корпоративної мережі, крім того на даному рівні відбувається мультиплексація потоків та доступ до зовнішніх мереж.

Рівень розподілу – це розподільча мережа|сіть| яка забезпечує концентрацію абонентського навантаження від декількох різних робочих груп (які розташовані на різних поверхах) у єдиний потік. Також даний рівень забезпечує трансляцію запитів користувачів до рівня ядра.

Рівень доступу – забезпечує організацію доступу абонентів до ресурсів мережі, зазвичай являє собою кабельну лінію яка з’єднує устаткування абонента з комутатором доступу.

Для організації корпоративної мережі можна застосовувати декілька різних технологій канального рівня. Однак підчас жорсткої конкуренції між різними технологіями перемогу отримало сімейство технологій Ethernet|. Останнім часом технології цього сімейство фактично стали стандартом створення корпоративних мереж. Ці технології досить прості, відносно дешеві, їх підтримку реалізовано в устаткуванні будь-яких виробників.

Жодна з існуючих мережних технологій не може зрівнятися з Ethernet ні по величині інстальованої бази, ні по темпах розвитку. Деякі характеристики Ethernet витримали іспит часом і збереглися до наших днів. До них відносяться формат фрейму, що містить мінімальний і максимальний розміри пакета, поле «тип протоколу», Мас-адреса відправника й одержувача. А оскільки Мас-адрес кожної інтерфейсної карти є унікальним, то це дозволяє без особливих проблем підключати нові пристрої для розширення мережі.

Якщо п'ять років тому середній користувач корпоративної комп'ютерної мережі цілком міг задовольнятися звичайним Еthеrnеt'ом (10 Мбіт/с), то сьогодні, як правило, мова йде про Fast (100 Мбіт/с) і Gigabit Ethernet. Незважаючи на значні успіхи в розвитку безпроводових технологій (WLAN і PAN), швидкість і якість передачі інформації з радіо усе ще набагато нижче, ніж по звичному кабелі.

У даному проекті ми будемо використовувати як Fast Ethernet (Ethernet 100Base-TX (100 Мбіт/с)) у виді горизонтальної системи поверху будинку, так і Gigabit Ethernet(1000Base) у виді магістральної системи будинку.

Специфікація IEEE 802.3us для мереж Ethernet 100Base-TX зі швидкістю передачі 100 Мбіт на основі кручений пари.

100Base-T має 2 різновиду реалізації - 100Base-TX і 100Base-T4. Розрізняються вони кількістю використовуваних пар і категорією застосовуваного кабелю. 100Base-TX використовує 2 пари кабелю UTP категорії 5е, 100Base-T4 використовує 4 пари кабелю категорії 3 або вище. Найбільше поширення одержав стандарт 100Base-TX, 100Base-T4 застосовується в основному в старих мережах, побудованих на UTP класу 3. У зв'язку зі зміною швидкості поширення сигналів діаметр мережі стандарту 100Base-T обмежений 200 м.

Продукти 100Base-TX орієнтовані на застосування високоякісного кабелю, що задовольняє групі стандартів під загальною назвою "Категорія 5 Асоціації електронної й інформаційної промисловості (EIA/TIA) і інших організацій по сертифікації".

Багато виготовлювачів продуктів 100Base-TX поставляють адаптери й концентратори, що задовольняють обом специфікаціям.

Затримка в кабелі при 100 Мбіт/с складає 0,55 мкс в одному напрямку на відрізку 100 м у випадку кабелю UTP. Повторювачі на 100 Мбіт/с передають сигнали трохи швидше, ніж їхній 10-мегабітні аналоги, - затримка складає від 0,35 до 0,7 мкс у залежності від класу повторювача. Мережна плата вносить затримку 0,25 мкс. Склавши всі ці затримки і, помноживши на два, ми одержуємо затримку поширення сигналу від одного крайнього вузла до іншого, і назад. Ця величина повинна бути менше ніж 5,12 мкс - час передачі кадру мінімального розміру зі швидкістю 100 Мбіт/с, відповідно до формули: 2×(затримка на повторювачі + затримка в кабелі + затримка на MAU) < 5,12 мкс.

Звідси видно, що 100ВаsеTх дозволяє мати два відрізки кабелю з кручений пари довжиною 100 м і один, максимум два, повторювач.

Перевага даної мережної технології Ethernet 100Base-TX очевидно:

-максимальний діаметр сегмента Fast Ethernet значно менше, ніж у Ethernet. Це обмеження зв'язане з тим, що при збереженні мінімальної довжини кадру і збільшенні швидкості передачі на порядок колізію можна знайти тільки при відповідному зменшенні довжини домену колізій;

-збільшення пропускної здатності сегментів мережі до 100 Мб/c;

-збереження методу випадкового доступу CSMA/CD, прийнятого в Ethernet;

-збереження формату кадру, прийнятого в стандарті IEEE 802.3;

-підтримка традиційних середовищ передачі даних - кручений пари і волоконно-оптичного кабелю;

-збереження зіркоподібної топології мереж і підтримка традиційних середовищ передачі даних - кручений пари й волоконно-оптичного кабелю;

-сегмент Fast Ethernet має всього один або два повторювачі в залежності від його типу, у той час як у Ethernet це число може дорівнювати чотирьом;

- замість манчестерського кодування, 100BaseTX використовує так називане кодування 4B/5B.

На думку фахівців, технологія Gigabit Ethernet володіє поруч переваг:

1. Ethernet сьогодні є самою популярною технологією. Згідно даним International Data Corporation, у 80% локальних обчислювальних мереж у світі використовується технологія Ethernet. Порозумівається це надійністю мережі, низькою вартістю, маштабавонастью рішень (Fast Ethernet і Gigabit Ethernet) і широким спектром інструментарію керування й діагностики. Завдяки такій популярності Ethernet витрати на навчання персоналу, у порівнянні з іншими технологіями, будуть менше.

2. Низька вартість у порівнянні з іншими технологіями.

3. Підтримка стандарту багатьма виробниками.

4. З'єднання комутаторів Fast Ethernet по Gigabit Ethernet дозволяє різко збільшити пропускну здатність магістралі ЛОМ і підтримувати більше число як комутируючих, так і поділюваних сегментів Fast Ethernet.

5. Установка мережної плати Gigabit Ethernet на сервер дає можливість розширити канал із сервером і збільшити продуктивність користувачів могутніх робочих станцій.

6. Масштабованість.

7. Простота переходу існуючих мереж до Gigabit Ethernet.

8. Низькі експлуатаційні витрати.

9. Gigabit Ethernet оптимизован для передачі даних.

Окрім технології Ethernet для організації корпоративної мережі, як ми вже зазначали можна використовувати безпроводові технології, а саме технологію WI-FI. Технологія WI-FI відноситься до класу безпроводових мобільних локальних мереж WLAN (Wireless Local Area Networks) та має радіус дії мережі до 100 метрів.

На сьогодні технологія WI-FI також досить популярна (хоча за популярністю вона поступається технології Ethernet) и для неї також було розроблено декілька стандартів. Розробкою стандартів 802.11 займається організація IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)

IEEE 802.11 - базовий стандарт для WLAN, який визначає набір протоколів для найнижчих швидкостей передачі даних.

IEEE 802.11b - описує більш швидкі швидкості передачі і вводить більше технологічних обмежень. Цей стандарт широко просувався з боку WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) і спочатку називався Wi-Fi. Використовуються частотні канали в спектрі 2.4GHz. Максимальні швидкості передачі даних в каналі: 1, 2, 5.5, 11 Mbps,

IEEE 802.11a - описує значно вищі швидкості передачі ніж 11b.

Використовуються частотні канали в спектрі 5GHz. Протокол Не сумісний з 802.11b. Максимальні швидкості передачі даних в каналі: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps.

IEEE 802.11g - описує швидкості передачі даних еквівалентні 11а. Використовуються частотні канали в спектрі 2.4GHz. Протокол сумісний з 11b. Максимальні швидкості передачі даних в каналі- 1, 2, 5.5, 11 Mbps на DSSS і - 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps на OFDM.

IEEE 802.11n - самий передовий комерційний Wi-Fi стандарт, на даний момент. Використовуються частотні канали в спектрах 2.4GHz і 5GHz. Сумісний з 11b/11a/11g.

Хоча рекомендується будувати мережі з орієнтацією тільки на 11n, т.к. потрібно конфігурування спеціальних захисних режимів при необхідності зворотної сумісності з застарілими стандартами. Це веде до великого приросту сигнальної інформації та істотного зниження доступною корисної продуктивності радіоінтерфейсу. Власне навіть один клієнт 11g або 11b потребують спеціальної настройки всієї мережі та миттєвої її істотної деградації в частині агрегованих продуктивності.

Частотний діапазон - це смуга випромінюваних джерелом частот, якої часто присвоєно умовне ім’я. Окрім частотного діапазону 2,4 ГГц сучасні актуальні стандарти Wi-Fi використовують діапазон 5ГГц у смугах частот 5,180-5,240 ГГц та 5,745-5,825 ГГц.

Обидва частотних діапазону (2,4 та 5ГГц) розбиті на частотні канали. Ширина кожного частотного каналу становить 20 МГц (у деяких джерелах – 22 МГц для стандарту IEEE 802.11b).

Дата добавления: 2015-01-03