Реорганизация схемы управления и оптимизация сегмента сети передачи данных

Кафедра Информационно-коммуникационных технологий

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломной работе

На тему: «Реорганизация схемы управления и оптимизация сегмента сети передачи данных »

BRAS (broadband remote access server) - маршрутизатор широкополосного удалённого доступа, служит для маршрутизации трафика к/от пользователей. BRAS находится в ядре сети провайдера и агрегирует пользовательские подключения из сети уровня доступа

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) - протокол динамической конфигурации узла.

DHCP-ретранслятор - узел в сети, который перенаправляет DHCP-запрос на указанный в его настройках централизованный DHCP-сервер.

DHCP-discover - запрос к DHCP-серверу от оконечного сетевого оборудования с целью обнаружить себя в сети и получить необходимые сетевые параметры для работы.

DHCP-offer - ответ от DHCP-сервера.

DHCP-snooping - функция коммутатора, предназначенная для защиты от атак с использованием протокола DHCP.

У-1 - коммутатор DXS-3326GSR уровня распределения находящиеся на первом уровне древообразной топологии сети (Узел первого уровня)

У-2 - коммутатор DXS-3326GSR уровня распределения находящиеся на втором уровне древообразной топологии сети (Узел второго уровня)

ТКД - коммутатор DES-3526 уровня доступа сети (Точка коммуникативного доступа)

Сегмент - сегмент сети включающий У-2 и все подключенные к нему ТКД

Район - сегмент сети, включающий У-1 и все коммутаторы, подключенные от него.

border - edge-маршрутизатор магистральной сети

Локальные ресурсы - ресурсы компании, предоставляющиеся без подключения к VPN-серверу

Ethernet

Ветераном сетевых технологий (архитектур) является Ethernet -- эта спецификация была предложена фирмами DEC, Intel и Xerox в 1980 году и несколько позже на ее основе появился стандарт IEEE 802.3. По первым буквам названий них фирм образовано сокращение DIX, фигурирующее в описаниях этой технологии. Слово Ether (эфир) в названии технологии обозначает многообразие возможных сред передачи. Первые версии -- Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0 предназначались только для коаксиального кабеля, стандарт IEEE 802.3 рассматривает и иные варианты среды передачи -- витую пару и оптоволокно. Сейчас под названием Ethernet подразумевают стандарт IEEE 802.3 (скорость 10 Мбит/с). В 1995 году был принят стандарт IEEE 802.3u -- Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с, а в 1997 году IEEE 802.3z - Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с). Осенью 1999 года принят стандарт IEEE 802.3a/b -- Gigabit Ethernet на витой паре категории 5, позже была анонсирован 10GBit Ethernet (10000 Мбит/с). Популярные разновидности Ethernet обозначаются как 100BaseTX и др. Здесь первый элемент обозначает скорость передачи, Мбит/с.

Второй элемент: Base -- прямая (немодулированная) передача, Broad -- использование широкополосного кабеля с частотным уплотнением каналов. Третий элемент: среда передачи (T, ТХ, Т2, Т4 -- витые пары, FX, FL, FB, SX и IX -- оптоволокно, СХ -- твинаксиальный кабель для Gigabit Ethernet).

Технология Ethernet основана на методе множественного доступа к среде передачи с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий -- CSMA/CD. Суть этого метода применительно к «классической» версии Ethernet (10 Мбит/с на коаксиальном кабеле) и рассмотрим более поздние вариации. Возможная схема локальной сети показана на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Пример сети Ethernet

Fast Ethernet 100 Мбит/с

Варианты Fast Ethernet со скоростью передачи данных 100 Мбит/с описываются стандартом IEEE 802.3u -- дополнительными главами 802.3, принятыми в 1995 году. Они основаны на том же методе доступа CSMA/CD с сохранением форматов кадров. При этом все соотношения, измеренные в битовых интервалах, сохраняются. Поскольку длительность битового интервала сократилась в 10 раз, максимально допустимое время прохождения между двумя узлами сократилось до 2,6 мкс, что привело к ужесточению топологических ограничений. Все разновидности используют звездообразную топологию с активным устройством в центре, возможно и непосредственное соединение пары станций.

Стандарт 802.3u опирается на те же уровни MAC и LLC, которые были определены в исходном 802.3; изменения касаются физического уровня. Физический Уровень является трехслойным:

* Reconciliation sublayer -- уровень согласования с МАС-уровнем 802.3, ориентированным на АUI-интерфейс;

* MII (Media Independent Interface) -- электрический интерфейс, независимый от среды передачи. Представляет собой спецификацию сигналов TTL-уровня, использует 40-контактный штырьковый разъем. По идее он напоминает интерфейс AUI, но располагается на другом уровне. Длина кабеля МII не должна превышать 0,5 м. Наличие доступного интерфейса МII не является обязательным;

* PHY (Physical layer device) -- устройство физического уровня, привязанное к конкретной среде передачи (100BaseTX, 100BaseFX или 100BaseT4).

Устройство физического уровня выполняет логическое кодирование -- преобразование 4В/5В или 6В/8Т, физическое кодирование и присоединение к среде передачи, и необязательно -- автоматическое согласование режимов передачи. Физический уровень в 100BaseTX и 100BaseFX позаимствован из технологии FDDI, в 100BaseT4 применена оригинальная разработка.

100BaseTX -- наиболее популярная версия Fast Ethernet, использующая две витые пары категории 5. По использованию разъемов полностью соответствует 10BaseT. Возможна работа в полудуплексном и полнодуплексном режимах. Логическое кодирование производится по схеме 4В/5В -- 4 бита исходной информации преобразуются в 5-битный символ. Избыточность используется для повышения достоверности и служебных целей. Метод физического кодирования MLT-3 заимствован из TP-PMD -- «медной» реализации FDDI. В паузе между кадрами в линию посылается последовательности символов Idle.

100BaseT4 -- версия, использующая 4 витых пары категории не ниже 3. Кроме однонаправленных пар, используемых в 100BaseTX, здесь две дополнительные пары являются двунаправленными и служат для распараллеливания передачи данных. Кадр передается по трем линиям параллельно, что позволяет снизить пропускную способность каждой пары до 33,3 Мбит/с. Каждые 8 бит (двоичных разрядов -- Binary), передаваемые по конкретной паре, кодируются шестью троичными (Ternary) цифрами (кодирование 8В/6Т). В результате при битовой скорости 33,3 Мбит/с скорость изменения сигналов в линии составляет 25 Мбод (33,3x6/8=25). Эти меры позволяют сузить необходимую полосу пропускания кабеля до требований категории 3 (16 МГц). Четвертая пара при передаче используется для прослушивания сигнала от противоположного передатчика -- по его появлению определяется факт коллизии. Для подключения конечных узлов к портам активного оборудования используется «прямой» кабель, для непосредственного соединения конечных узлов или соединения двух коммуникационных устройств применяют «перекрестный» кабель.

Для приведенных выше реализаций предусмотрен протокол согласования режимов (autonegotiation), по которому порт может выбрать самый эффективный из режимов, доступных обоим участникам обмена. Согласование осуществляется путем обмена посылками FLP (Fast Link Pulse), которые являются признаком исправной активной линии (аналогично NLP 10BaseT). В отличие от одиночных импульсов NLP, импульсы FLP идут пачкой. Различают синхронизирующие и сигнальные импульсы FLP. Сигнальные импульсы могут вставляться между синхронизирующими, идущими пачкой по 17 штук. Места между этими импульсами отводятся под кодирование 16-битного слова: наличие сигнального соответствует единичному биту, отсутствие - нулевому. Слово несет информацию о доступных режимах. Первый узел предлагает самый эффективный режим, кодируя его в посылке FLP. Приемник на эту посылку отвечает аналогичной, в которой кодирует свои возможности. В качестве рабочего выбирается самый приоритетный из доступных обоим узлам. Приоритеты режимов в порядке убывания: 100BaseTX полнодуплексный, 100BaseT4, 100BaseTX полудуплексный, 10BaseT полнодуплексный, 10BaseT полудуплексный. Если второй узел имеет порт 10BaseT, «не понимающий» FLP и посылающий NLP, будет принят протокол 10BaseT. Протокол автоматического согласования может быть отключен (или не реализован), в этом случае режим работы задается принудительно при конфигурировании порта. Возможность переключения режимов отражается в названиях портов (Fast Ethernet 10/100), поддержка режима 100BaseT4 встречается нечасто.

100BaseT2 - малораспространенная (и не стандартизованная) версия с использованием двух пар категории 3 и выше. Сужение полосы достигается за счет применения 5-уровневого кодирования РАМ-5. Поддерживает полу- и полный Дуплекс, в режиме полного дуплекса сигналы распространяются по каждой паре во встречных направлениях (пропускная способность 100 Мбит/с относится только к полному дуплексу, скорость передачи в одну сторону - 50 Мбит/с).

100BaseFX - версия для оптоволокна с длиной волны 1300 нм. Логически близка к 100BaseTX - то же логическое кодирование 4В/5В, но физическое -NRZI (как в FDDI). В полудуплексе дальность 412 м - ограничение по времени двойного оборота. В полном Дуплексе дальность определяется свойством волокна: по ММ-волокну может достигать 2 км, по SM - 32 км.

100BaseSX - стандарт на дешевых коротковолновых (830 нм) светодиодных передатчиках и многомодовом волокне. Дальность связи ограничена волокном и меньше, чем у FX,- всего 300 м, зато поддерживается совместимость с 10BaseFL и автоматическое согласование скорости передачи 10/100 Мбит/с (802.3u). Версия разработана как дешевая альтернатива дорогой 100BaseFX в случаях, когда не требуется преодоления больших расстояний.

Центральным устройством в Fast Ethernet может быть повторитель или коммутатор. Повторители делятся на два класса:

* Повторитель класса I является транслирующим, он поддерживает разные схемы кодирования, принятые в технологиях 100BaseTX/FX и 100BaseT4.

* Повторитель класса II является прозрачным (transparent repeater), он поддерживает только одну из схем кодирования -- технологию 100BaseTX/FX или 100BaseT4.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9