Начало  Аналитические материалы  Учебные материалы  Любимая техника  О себе  E-mail  LAN_конференция


Большое спасибо Лилии Цап, сотруднице Национального Банка Молдовы, за критические замечания по стилю изложения материала.

СЛОЖИВШАЯСЯ ПРАКТИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ ИЛИ

ТИПИЧНЫЙ ПРИМЕР РАЗВИТИЯ СЕТИ МАСШТАБА ЗДАНИЯ

 

Самый простой способ скрыть хромоту на левую ногу - хромать и на правую. У вас будет вид морского волка, шагающего вперевалку.

Козьма Прутков-инженер.

В данной работе я попытался изложить сложившуюся в Молдове практику проектирования локальных вычислительных сетей. Материал представлен в виде истории развития процесса создания современной ЛВС на гипотетическом предприятии.

Если мне удалось доступно изложить свои мысли не только для профессионалов в области ЛВС, но и для массового читателя, я очень доволен. Я был бы безмерно рад, если бы после прочтения данной статьи, руководители информационных подразделений банков (банки в нашем регионе являются самыми активными заказчиками сетевых проектов) или департаментов, связанных с информационными технологиями не будут опускать глаза к земле, объясняя почему они не воспользовались более прогрессивными технологиями, предпочтя в лучшем случае пусть даже формально и “честное”, но старое и бесперспективное решение. Ведь часто приходится слышать не очень убедительные слова на счет сжатости сроков проведения работ или ограниченности бюджета и т.п. Давайте скажем сами себе честно и откровенно: “В жизни часто приходится лукавить, чтобы скрыть “хромоту на левую ногу”- ошибки принятия поспешных или коньюктурных решений, а если допускать подобные поступки повторно, то...., короче, тогда это должно означать, что жизнь - штука для профессионала очень грустная”.

Рассматривая ниже варианты развития локальных сетей до масштабов здания я неформально допускал следующее:

  • здание состоит из четырех этажей (это позволило создать сопоставимые рисунки);
  • ширина здания не превышает 200 метров (возможно создание одного коммутационного центра с сетеобразующим оборудованием на этаже);
  • высота здания не превышает 200 метров (возможно применение UTP/STP кабелей для построения межэтажных связей).

Для справок: под псевдонимом “Козьма Прутков-инженер” скрывается советский писатель-фантаст Владимир Савченко, множество эпиграфов заимствовано у Роберта Асприна.

 

Сети начального уровня

И сказал Бог: да будет свет. И стал свет.

Бытие, гл.1, стих 3.

Не подлежит обсуждению мысль, что без локальной вычислительной сети (ЛВС) в современных условиях не может нормально существовать ни одно финансовое или промышленное предприятие. Ярким примером, подтверждающим эту мысль, является неуклонное увеличение количества ЛВС. Никакие финансовые проблемы не прекращают этой тенденции. Затормаживают - да. Но в таких случаях Заказчик, выйдя из тисков финансовых проблем, нередко принимает решение о внедрении еще более совершенной сети.

Как правило, при принятии решения о монтаже современной локальной вычислительной сети, на предприятии уже существует LAN того или другого уровня. Как правило, это одноранговая сеть, построенная с применением тонкого коаксиального кабеля или простейшая сеть на базе одного концентратора (Hub-а), в рамках которой функционируют рабочие места программистов и пользователей сети (см. рис. 1):

wpe3.jpg (24639 bytes)

Рис. 1. Простейшая сеть с применением UTP кабеля (слева) или коаксиального кабеля (справа)

 

 

Переход к сетям среднего класса

Если были сделаны надлежащие приготовления и приняты необходимые меры предосторожности, то любому намеченному делу гарантирован успех.

Этельред Неготовый

Начало работ по модернизации сети обычно начинается с увеличения количества серверов, как наиболее дорогих компонентов проекта, а также с введения в состав сети коммутатора (Switch-а) для повышения производительности серверной подсистемы и рабочих мест разработчиков программного обеспечения. В результате это приводит к появлению ЛВС примерно следующей структуры (см. рис. 2):

wpe5.jpg (15338 bytes)

На этом этапе развития сети сразу выясняется, кто определяет информационную политику в организации: - появляется элитная группа клиентов сети, которая подключена непосредственно к коммутатору, а не к концентратору. Эта группа может состоять или из членов административного аппарата фирмы, или из состава разработчиков программного обеспечения, или представлять обдуманный “конгломерат” тех и других, а также рядовых прикладных пользователей ЛВС.

На этом временном отрезке эволюции ЛВС определяется фирма-производитель сетевого оборудования, жизнь с которой “на века” свяжет организация-владелец ЛВС.

Рис. 2. Простейшая сеть с применением коммутатора

Именно в этот период определяется крепость финансового положения организации-владельца ЛВС, являющейся заказчиком по проведению сетевых работ, а также квалификация системных интеграторов - исполнителей этих работ. Также именно на этом этапе закладываются будущие проблемы модернизации и возможности расширения сети, которые неизбежно возникают у заказчика сетевых работ через 2-3 года эксплуатации сети.

wpe8.jpg (1372 bytes)

На этом этапе, как правило, возникает две ошибки при определении характера инвестиций, на которую системные интеграторы идут кто сознательно, руководствуясь при этом принципом “сколько денег выделил заказчик, столько и возьмем”, а кто и по причине допущения следующих ошибок:

  1. если серверов один, нет смысла торопиться с внедрением коммутатора. Его установка не приведет к сколько-нибудь значительному повышению производительности сети, т.к. все равно все клиенты сети замыкаются на одну кабельную связь. В этом случае лучше приобрести дополнительный сервер для разработчиков программного обеспечения, резервного хранения данных или еще для каких-либо целей. Лучше не торопиться раньше времени делать ставку, что чаще всего и происходит, на производителя активного сетевого оборудования. Статистика показывает: системные интеграторы обычно применяют те сетевые технологии, которые предлагает производитель центрального коммутатора. Но сетевые технологии очень активно развиваются и если поторопиться, можно выбрать далеко не самый лучший вариант.
  2. неправильная оценка перспектив развития ЛВС. Важно правильно оценить класс, к которому будет относиться Ваша сеть. Наиболее распространенную ошибку системные интеграторы допускают в пограничных областях: между ЛВС среднего и “тяжелого” классов. К ЛВС среднего класса относятся сети, имеющие в своем составе 100-120 портов, а к “тяжелым” сетям - более крупные (более 120 портов) объекты. Заказчик должен знать, что принципы проектирования активного сетеобразующего оборудования для сетей начального уровня (рабочей группы), среднего и тяжелого классов различны и нельзя построить нормально работающую крупную сеть используя компоненты с неподобающими характеристиками.

 

Компьютеризация всего предприятия

Нажимай на спуск плавно, не дергай его.

Инструктор по стрельбе

На данном этапе развития администрация фирмы принимает решение “о компьютеризации всего предприятия”. Как правило, при этом строится сеть с применением топологии типа ЗВЕЗДА, закладываются вертикальная подсистема 10Base-T с применением кабеля SFTP/STP/UTP Cat.5, а также горизонтальные подсистемы всех этажей с применением кабеля UTP Cat.5 (см. рис.3). Это наиболее распространенное и современное решение, позволяющее со временем перейти на любые 100-мегабитные технологии с применением медных кабелей (100Base-TX/Т4, 100VG-AnyLAN, CDDI) без проведения дополнительных строительно-монтажных работ.

Принимая решение о топологии ЛВС, на этом этапе не стоит забывать о возможностях построения магистрали с применением технологии 10Base-2. Это очень “древнее” решение, однако оно полностью оправдано в тех случаях, когда рабочие группы территориально распределяются по различным этажам здания, имеют свои локальные сервера, трафик между рабочими группами (этажами) не напряженный (см. рис. 4). В таких ситуациях снижаются потребности в высокоскоростной магистрали. Это достаточно надежное и не дорогое решение. А применение в узлах оборудования, поддерживающего UTP-технологии позволяет гибко решать проблемы развития рабочих групп, расположенных на этажах.

wpe8.jpg (1372 bytes)

Обычно на этом этапе поднимается требование, которое звучит примерно так: “ВСЕ РАНЕЕ КУПЛЕННОЕ ДОЛЖНО БЫТЬ В ЭКСПЛУАТАЦИИ”. Это в принципе ошибочная установка. Именно в это время еще можно отказаться от не правильно сделанных ранее шагов. Более позднее исправление ошибок потребует средств, в десятки раз более крупных.

В данный период развития сети:

  1. Серверная подсистема ЛВС предприятия обязательно приобретает законченные черты функциональной и территориальной единицы. Для нее выделяется отдельное помещение, обычно с режимным допуском.
  2. Активное сетеобразующее оборудование, такое как концентраторы, коммутаторы, иногда локальные сервера сосредотачиваются по центрам - коммутационным узлам.
  3. Количество коммутационных узлов стремятся минимизировать. Самая устойчивая и защищенная сеть имеет всего один коммутационный узел, в котором сосредоточено все активное сетеобразующее оборудование.
  4. Нередко в это время в рамках серверной подсистемы появляются кластерные узлы. Это хорошее техническое решение, способствующее повышению надежности работы сети как аппаратно-программного комплекса.
  5. Начинают применяться первые элементы систем структурированного монтажа: электромонтажный короб, розетки для интерфейсного кабеля коммутационные шкафы для монтажа пассивного и активного сетеобразующего оборудования.
  6. Рабочие группы, некоторые из которых имеют локальные сервера, объединяются с применением Switch-технологии.

wpe9.jpg (59180 bytes)

Рис.3. Типичная ЛВС на базе топологии "Звезда"

Рис.4. Наиболее оправданный вариант построения ЛВС с низкоскоростной шинной магистралью

 

Утверждение на позициях “тяжелого” класса

Если, возвратясь ночью домой, ты по ошибке выпил вместо воды проявитель, выпей и закрепитель, иначе дело не будет доведено до конца.

Козьма Прутков-инженер. Мысль номер 21.

Очередной этап развития - результат совершенствования идеологии построения сети с учетом накопленного за время ее эксплуатации опыта. Данный этап развития сети представляет собой своеобразную “точку возврата”, или, если хотите, поворотный момент в построении ЛВС с точки зрения стоимостной оценки применяемого активного сетеобразующего оборудования, после которого затраты на изменение сетевой технологии нельзя будет оправдать, т.к. они будут слишком велики. Как правило, это проект отказоустойчивой и производительной сети, который имеет несколько основных вариантов решения:

  • FDDI - как самая проверенная и надежная высокопроизводительная архитектура. При этом эксплуатируемая ранее вертикальная кабельная система (построенная как правило по технологии 10Base-T) превращается в резервную (аварийную) систему доступа рабочих мест к серверной подсистеме.
  • Технологии коммутации с параллельно работающими каналами - как самые новые, появившиеся за последние 2 года архитектуры (например, одна из возможностей технологии Secure Fast фирмы Cabletron Systems). В этом случае, эксплуатируемая ранее вертикальная кабельная система (построенная, как правило, по технологии 10Base-T), продолжает функционировать как один из каналов связи между рабочими местами и серверной подсистемой.
  • Внедрение технологий 1000Base или АТМ для магистральных каналов.

Внедрение АТМ на сегодня могут позволить себе не многие Заказчики, а использование 1000Base представляет собой решение проблемы пропускной способности каналов “в лоб”, вполне естественно и понятно. Поэтому рассмотрим только первые два варианта.

Можно развивать сеть по варианту “традиционного” двойного FDDI кольца (см. рис. 5). Это проверенный временем, надежный (а в масштабах здания очень надежный), высоко производительный вариант развития сети:

wpe10.jpg (89748 bytes)

Рис. 5. Построение отказоустойчивой сети с применением FDDI технологии (традиционное решение)

Если же задачи производительности и надежности играют исключительно важную роль - прекрасно подойдет FDDI Dual Homing (см. рис. 6). Правда мне не известны случаи предложений системными интеграторами в Молдове применить Dual Homing для достижения не только высокой пропускной способности каналов (100 Mbit/sec), но и одновременной гарантированной работоспособности последних в случае выхода из строя как пассивных, так и активных компонентов. Надеюсь, что данные решения появятся в ближайшем будущем, т.к. данная технология еще долгие годы будет удовлетворять Заказчика.

wpeE.jpg (78414 bytes)

Рис. 6. Построение отказоустойчивой сети с применением FDDI Dual Homing технологии

wpe8.jpg (1372 bytes)

Системный интегратор, пойдя по пути применения Dual Homing-а, должен очень тщательно подходить к выбору производителей коммутационного оборудования, т.к. не у всех производителей FDDI их DAS порты поддерживают данный режим работы, а также совместимы друг с другом в этом режиме подключения.

 

Желательно не забывать, что наиболее прогрессивным решением является применение сетевых технологий, использующих параллельную работу каналов.

 

Формирование коммутационных узлов

Шкафа много не бывает.

Мое собственное изречение

 

wpe1C.jpg (11251 bytes)

Рис.7. Типичный этажный коммутационный центр

При переходе сети здания в разряд “тяжелого” класса заканчивается формирование центрального коммутационного узла ЛВС как аппаратного помещения специализированного типа. Монтаж центральных и этажных сетеобразующих компонентов осуществляется в специальных коммутационных шкафах (см. рис. 7 и 8).

Пример построения сети с созданием магистрального канала более чем на 1000 Mbit с применением одного из вариантов параллельной работы каналов и минимизацией этажных коммутационных узлов (с 4-х до 2-х) приведен на рис. 9. Он демонстрирует создание коммутационного узла на базе устройства SmartSwitch-6000 объединяющего 3 и 4 этажи, а также использование устройства SmartSwitch-9000 для формирования на его основе коммутационного узла 1 и 2 этажей, центрального коммутатора и серверной подсистемы.

wpe1D.jpg (32015 bytes) wpe1F.jpg (41201 bytes)

Рис. 8. Типичный состав центрального коммутационного узла

Рис. 9. Пример построения сети с применением элементов технологии SecureFast и объединением этажных коммутационных центров

 


Начало  Аналитические материалы  Учебные материалы  Любимая техника  О себе  E-mail  LAN_конференция