Компьютерные сети Кабели и интерфейсы Обмен данных в сети Сетевое оборудование и топологии Служба передачи файлов FTP Беспроводные сети Архитектура Ethernet IP-адреса для локальных сетей Нагрузочная способность сети

Нагрузочная способность сети

Рис. 4.1.1.1.8. Зависимость пропускной способности lin сети со схемой доступа CSMA/CD от суммарной загрузки l

Вначале эта зависимость линейна и на участке А пропускная способность удовлетворительна. Но при больших входных загрузках из-за коллизий сначала наступает насыщение, а затем и резкий спад (Ethernet collapse). Это свойство сетей с CSMA/CD дает определенные преимущества сетям с маркерным доступом: Token Ring, FDDI и др..

 

Учитывая эту особенность Ethernet, создатели сетей должны ориентироваться не на предельно допустимые длины сегментов (потом пригодится), а на минимально необходимые длины. Чем меньше длина логического сегмента, тем меньше вероятность столкновения и тем больше его реальная пропускная способность (меньше длина домена (RTT)). А еще лучше - исключите из пользования повторители.

 

При диагностировании сетей не всегда под руками может оказаться настоящий сетевой тестер типа Wavetek, и часто приходится довольствоваться обычным авометром. В этом случае может оказаться полезной таблица 4.1.1.1.2, где приведены удельные сопротивления используемых сетевых кабелей. Произведя измерение сопротивления сегмента, вы можете оценить его длину.

Таблица 4.1.1.1.2 Сопротивление кабеля по постоянному току
(Handbook of LAN Cable Testing. Wavetek Corporation, California)

Коаксиал

Ом/сегмент

Максимальная длина сегмента

10base5

5

500 м

10base2

10

185 м

Скрученная пара

Ом/100 м

24 awg

18,8

22 awg

11,8

 

Данные, приведенные в таблице, могут использоваться для оперативной предварительной оценки качества кабельного сегмента (соответствует стандарту EIA/TIA 568, 1991 год).

Помимо уже описанных модификаций сетей ethernet в последнее время получили распространение сети для частот 100 Мбит/с, которые базируются на каналах, построенных из скрученных пар или оптоволоконных кабелей. Оптические связи используются и в обычном 10-мегагерцном ethernet (10base-FL, стандарт разработан в 1980 году, см. рис. 4.1.1.1.9).

Оптоволокнонная версия Ethernet

Оптоволоконная версия Ethernet привлекательна при объединении сегментов сети, размещенных в различных зданиях, при этом увеличивается надежность сети, так как ослабляется влияние электромагнитных наводок, исключается влияние различия потенциалов земли этих участков сети. Облегчается переход от 10- к 100-мегагерцному Ethernet, также можно использовать уже имеющиеся оптоволоконные каналы, ведь они будут работать и на 100 Мбит/с (возможна реализация сетей со смешанной структурой, где используется как 100- так и 10-мегагерцное оборудование). На программном уровне 10- и 100-МГц ethernet не различимы. Требования к параметрам опто-волоконных кабелей не зависят от используемого протокола (FDDI, Token Ring, Fast Ethernet и т.д.) и определяются документом EN 50173 (European norm). Это утверждение не относится к топологии кабельных связей, которые в общем случае зависят от используемого протокола. При работе с оптоволоконными системами необходимы специальные тестеры, способные измерять потери света и отражения методом OTDR (рефлектометрия с использованием метода временных доменов). При пассивной звездообразной схеме длины оптоволоконных сегментов могут достигать 500 метров, а число подключенных ЭВМ - 33. Для передачи сигналов используются многомодовые волокна (MMF) с диаметром ядра 62,5 микрон и клэдинга 125 микрон. Длина волны излучения равна 850 (или 1350) нанометров при ослаблении сигнала в кабельном сегменте не более 12,5 дБ. Обычный кабель имеет ослабление 4-5 дБ/км или даже менее. Оптические разъемы должны соответствовать требования стандарта ISO/IEC BFOC/2,5 и вносить ослабление не более 0,5 - 2,0 дБ. Количество используемых mau в логическом сегменте не должно превышать двух.

Рис. 4.1.1.1.9. Схема 10-мегагерцного оптоволоконного Ethernet (для 100 Мбит/с схема с минимальными модификациями аналогична).

На данном рисунке видно, что соединения повторителя с FOMAU является дуплексным, аналогичные возможности предоставляют многие современные переключатели. Полно дуплексное подключение оборудование во многих случаях может обеспечить практическое удвоение скорости обмена и, что возможно более важно, исключить столкновения пакетов. Схема полно дуплексного соединения показана на рис. 4.1.1.1.10.

Рис. 4.1.1.1.10. Схеме реализации полно дуплексного канала Ethernet. (Буква К с цифрой отмечает номера ножек контактов разъема)

При практической реализации локальной сети обычно возникает проблема защиты и заземления. Если этой проблеме не уделить внимание в самом начале она даст о себе знать позднее и обойдется ее решение дороже. Можно выделить три аспекта. Безопасность персонала, работающего с ЭВМ и сетевым оборудованием, устойчивость к внешним наводкам и помехам, а также безопасность самого сетевого оборудования (противостояние грозовым разрядам или резким скачкам в сети переменного тока (обычно ~220 В)). Безопасность персонала обеспечивается тем, что все объекты, за которые может взяться человек, должны иметь равные потенциалы и в любом случае разница потенциалов не должна превышать 50 вольт. При работе с коаксиальным кабелем существуют рекомендации его заземления в одной точке. Возникает вопрос, что делать с заземлением экранов в случае использования экранированных скрученных пар? Этой проблеме посвящена, например, статья в журнале LANline Special Juli/August 2002 страницы 27-32. Следует сразу заметить, что нужно избегать совмещения применения экранированных и неэкранированных скрученных пар в пределах одной системы. Представляется также естественной и разумной зонная концепция, рассматриваемая в упомянутой статье. На рис. 1. показана схема защиты. Эта схема содержит защитные выключатели на случай грозы или бросков напряжения (линия L). Буквой N обозначена нулевая (нейтральная) шина, а буквами PE - защитная шина.

Система заземлений при построении сети

Рис. 4.1.1.1.11. Схема защиты для случая использования экранированных скрученных пар

Рис. 4.1.1.1.12. Зоны заземлений

Земли-экраны соседних зон соединяются только в одной точке. Между зонами могут включаться пограничные устройства фильтрации, предназначенные для снижения уровня шумов и помех. В пределах зоны все устройства должны быть эквипотенциальны. Это достигается за счет подключения к общему экрану.

Следует учитывать, что для сетей Ethernet практически нет ограничений по размеру (за счет использования оптоволоконных переключателей). Сеть может быть локальной, общегородской или даже междугородней.

 

В заключение небольшая история из опыта эксплуатации сети в ИТЭФ. Локальная сеть у нас началась в 1987 году с одного сегмента “толстого” Ethernet, соединявшего VAX с PDP11/40, вовлеченных в обработку данных по аттестации камер для эксперимента L3 в ЦЕРН. Почти все компоненты этой сети пришлось у кого-то одалживать. Дальше дело пошло неожиданно быстро, особенно если учитывать нашу тогдашнюю бедность. Мы прокладывали сегмент за сегментом. Один из них проходил из одного здания, прилегавшего к циклическому ускорителю У-10, к зданию медицинского пучка. Кабель был подвешен к стальному тросу. Но на его беду в одном месте он проходил примерно в 1,5-1,7 метрах от земляной обваловки ускорителя. Нас это обстоятельство нисколько не беспокоило, так как это было в радиационно опасной зоне, куда люди попасть не могли. Но позднее спустя несколько лет мы убедились в своем легкомыслии. На территории ИТЭФ жила стая собак во главе с рыжим вожаком, которого звали Чубайс. Сотрудники их подкармливали, и все шло тихо и мирно. Но однажды мы обнаружили обрыв связи между указанными корпусами. Провели диагностику и по отражению сигнала определили место обрыва. Каково же было наше удивление, когда мы выяснили, что участок кабеля длиной около 20 см сильно изгрызен. Наблюдение показало, что собаки использовали близость кабеля от земли, подпрыгивали и повисали на нем, как на спортивном снаряде (а может быть, они так хотели подключиться к Интернет?). С тех пор в одной из комнат моей лаборатории на стене весит отрезок этого изгрызенного кабеля…

 

Сетевые топологии физического уровня и их связь с методами доступа к среде. Топология физических связей Под топологией вычислительной сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети (иногда и другое оборудование, например концентраторы), а ребрам - физические связи между
Основы безопасности при работе в сетях