Основы проектирования сети

6.2 Основы проектирования сети.

Перед тем как разрабатывать сеть, администратор должен понять, какие подсистемы объединяются и как построить из них систему с оптимальной производительностью и управляемостью.

Понятие сетевая архитектура подразумевает многое из того, что можно найти в словаре под словом архитектура. Сетевая архитектура имеет отношение и к проектированию и построению сети, и к науке, искусству или профессии проектирования и построения сетей, и к конструкции и взаимодействию отдельных компонентов сети. Но лучше всего сетевую архитектуру характеризует термин framework. В словаре Webster's II New Riverside University Dictionary приводится несколько значений слова framework; пожалуй, наиболее подходящее из них - каркас, костяк, поддерживающая или несущая конструкция, используемая как основа сооружения.

Сетевую архитектуру можно понимать как поддерживающую конструкцию или инфраструктуру, лежащую в основе функционирования сети. Данная инфраструктура состоит из нескольких главных составляющих, в частности компоновка или топология сети, структурированные кабельные системы и соединительные устройства - мосты, маршрутизаторы и коммутаторы. Проектируя сеть, необходимо принимать во внимание каждый из этих сетевых ресурсов и определить, какие конкретно средства следует выбрать и как их надо распределить по сети, чтобы оптимизировать производительность, упростить управление оборудованием и оставить возможности для последующего роста.

6.2.1 Структурированные кабельные системы.

Структурированная кабельная система (СКС) представляет собой иерархическую кабельную систему здания или группы зданий, разделённую структурные подсистемы. СКС состоит из набора медных и оптических кабелей, кросс панелей, соединительных шнуров, кабельных разъёмов, модульных гнезд, информационных розеток и вспомогательного оборудования. Все перечисленные элементы интегрируются в единую систему и эксплуатируются согласно определённым правилам.

СКС обеспечивает подключение локальной АТС, одновременную работу компьютерной и телефонной сети, охранно-пожарной сигнализации, управление различными инженерными системами зданий и сооружений с использованием общей среды передачи, а также предоставляет возможность гибкого изменения конфигурации кабельной сети. При перемещении необходимого для работы оборудования достаточно сделать соответствующую перекоммутацию цепей на кросс панелях.

В 70-80-е годы кабельные сети организаций наращивались постепенно. Объём проводки увеличивался по мере роста числа подключаемых устройств. Сетевые соединения были довольно простыми: «звезда», «кольцо», «шина». В последние годы требования, предъявляемые к кабельным системам, существенно изменились. Современные кабельные системы должны быть хорошо спланированы и тщательно структурированы. Быстрое развитие новых технологий открыло возможности для передачи различных видов информации с использованием общей коммуникационной среды. Внедрение совместной передачи речи и данных, начавшиеся в 80-е годы и базировавшееся на цифровом подходе, явилось важным этапом в процессе развития технологий совместной передачи различных видов информации. Дальнейшая интеграция систем связи голоса, данных и видео с системами контроля здания усилила необходимость применения структурированного подхода к кабельным системам.

Современная кабельная система должна обеспечивать Функционирование компьютерных сетей. В отличие от эпохи централизованной обработки и хранения информации с использованием майнфреймов современная компьютерная сеть стала частью структуры предприятия, главной магистралью для движения информационных потоков. Локальная сеть обеспечивает подключение персональных компьютеров к файловым серверам и другим источникам данных; она не является отдельной информационной службой, а органически вплетается в структуру организации.

Современная кабельная система должна обеспечивать передачу информации со скоростью, превышающей 100 Мбит/с. В дальнейшем скорость передачи в локальных сетях будет возрастать и превысит 100 Мбит/с; уже сейчас имеются данные, позволяющие говорить о достижении в самое ближайшее время скорости передачи 1 Гбит/с.

6.2.1.1 Компоненты структурированных кабельных систем.

Современные структурированные кабельные системы допускают использование следующих типов кабелей: коаксиальные; экранированные с витыми парами из медных проводников (Shielded Twisted Pair - STP); неэкранированные с витыми парами из медных проводников (Unshielded Twisted Pair - UTP); оптические (Fiber Optic Cable). Коаксиальный кабель бывает двух типов: толстый (thick) и тонкий (thin).

Толстый кабель дает более надежную защиту от внешних шумов, он прочнее, но требует применение специального отвода (прокалывающего разъёма и отводящего кабеля) для подключения компьютера или другого устройства. Тонкий кабель (типа RJ-58) передает информацию на более короткие расстояния, однако он дешевле и использует более простые BNC-соединители.

Витая пара - это изолированные проводники, попарно свитые между собой минимально необходимое число раз на определённом отрезке длины, что требуется для уменьшения перекрёстных наводок между проводниками.

Оптоволоконный кабель, для передачи информации по которому используется свет, позволяет передавать информацию на большие расстояния с высокой скоростью, однако он значительно дороже, сложнее в установке и обслуживания. Кабель состоит из волокон диаметром в несколько микрон, окружённых твёрдым покрытием и помещенных в защитную оболочку. Первые оптоволоконные кабеля изготовлялись из стекла, в настоящее время разработаны кабели на основе пластиковых волокон. Источником распространяемого по оптическим кабелям света является светодиод, а кодирование информации осуществляется изменением интенсивности света. На другом конце кабеля принимающий детектор преобразует световые сигналы в электрические.

Коаксиальный кабель обеспечивает передачу видеосигналов и низкоскоростную передачу данных посредством протоколов типа Ethernet. К его недостаткам относятся большие размеры, вес, негибкость, трудность прокладки и сравнительно низкая скорость передачи данных.

Кабели на витых парах характеризуются меньшими потерями сигнала при передачи на высоких частотах и меньшей чувствительностью к злектромагнитным помехам по сравнению с коаксиальными кабелями.

STP-кабели, обладая хорошими техническими характеристиками, обеспечивают высокую скорость передачи информации, необходимую для поддержки современных приложений. Основными недостатками STP-кабелей являются высокая стоимость, относительно большие размеры, трудность прокладки, заземления и соединения с кроссовым оборудованием.

UTP-кабели занимают главное место в современной проводке для локальных сетей, что обусловлено быстрым улучшением характеристик кабеля и потребностью в однотипной проводке для различных приложений. Основными достоинствами UTP-кабелей являются низкая себестоимость, легкость инсталляции, отсутствие требований к заземлению и небольшие размеры.