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


ПРАВИЛА ОБЪЕДИНЕНИЯ РАБОЧИХ ГРУПП

Кишинев, 2001

В этой статье будут рассмотрены правила проектирования ЛВС на базе "Правила 5-4-3" для сетей стандартов 10Base-2/T/F.

ТОПОЛОГИЯ СЕТИ

Термин “топология” или “топология сети” характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов ЛВС. Этот термин используется для описания основной компоновки сети. Топология сети в значительной степени обуславливает все ее характеристики: производительность, унификацию оборудования и технологий, стоимость монтажа и затраты будущих периодов на ее поддержку, ремонтопригодность и надежность и т.п. В частности, выбор той или иной топологии влияет на:

  • состав сетевого оборудования, с помощью которого создается сеть;
  • будущие характеристики сети;
  • возможности расширения сети;
  • возможность использование новых технологий в будущем.

Выбор подходящей топологии часто является трудной задачей. Сегодня наиболее популярной топологией стала “звезда-шина”, но и она не всегда отвечает требованиям пользователей. В принципе, существует несколько критериев, помогающих выбрать ту или другую топологию, но они не дают однозначного решения, ибо не учитывают ограничений, накладываемых, например самим зданием, в котором монтируется сеть:

  • НАДЕЖНОСТЬ. Если нужна очень надежная сеть со встроенной избыточностью, наиболее подходят топологии “кольцо” или “звезда-кольцо”.
  • СТОИМОСТЬ. В стоимость реализации определенной топологии входят, как минимум, три составляющие: а) установка, б) расширение, в) сопровождение (обслуживание, поиск неисправностей и отказов). Приходится иметь в виду, что монтаж и проверка работоспособности кабельных подсистем всегда во много раз выше его стоимости.
  • НАЛИЧИЕ РАНЕЕ ПРОЛОЖЕННЫХ КОММУНИКАЦИЙ. Если в здании существуют ранее проложенные кабельные сегменты и их использование в принципе возможно, то целесообразно их использование в двух случаях: 1) объем коммуникаций велик и находится в хорошем состоянии, 2) не противоречит закладываемым в проект сети принципам.

 

ПРАВИЛО 5-4-3

Вы все помните, что Ethernet родился изначально как сеть, использующая топологии с применением коаксиальных кабелей. Тогда же родилось знаменитое правило 5-4-3. При проектировании возможных топологий сетей Ethernet стандартов 10Base-5 и 10Base-2 оно звучит следующим образом:

Сеть стандарта 10Base-5/2 может состоять максимум из 5-ти сегментов кабеля, соединенных 4-мя репитерами, но только к трем сегментам могут быть подключены рабочие станции. Тем самым два сегмента служат исключительно целям удлинения магистрали.

Для сетей 10Base-5 максимальная длина сегмента – 500 м, максимальный диаметр сети – 500х5=2500 м.

Для сетей 10Base-2 максимальная длина сегмента – 185 м. Максимальный диаметр сети – 185х5=925 м.

Мой преподаватель на курсах по проектированию сетей на базе оборудования Cabletron Systems Антон Сидоров сформулировал это правило несколько элегантнее: 5-4-3-2-1:
5 – сеть может состоять из пяти физических кабельных сегментов
4 – при этом могут быть использованы четыре репитера
3 –к трем сегментам могут быть подключены сетевые станции
2 – два сегмента не могут содержать сетевые подключения
1 – все это создает один логический сегмент – ЛВС или домен коллизий

Для объединения нескольких доменов коллизий используются специальные устройства – Bridge (мост) и Switch (коммутатор). При рассмотрении правила 5-4-3, в случае появления на пути распространения по кабелям воображаемого сигнала устройства типа Bridge или Switch, расчет топологических ограничений начинается с нуля.

Учитывая, что основная масса ЛВС сегодня проектируется с применением технологии 10Base-T, а все прочие используются лишь как вспомогательные, в данной статье основное внимание будет уделено именно решениям, осуществляющим объединение рабочих групп, построенных на базе или с применением UTP кабеля.

 

ПРИМЕРЫ СПОСОБОВ ОБЪЕДИНЕНИЯ РАБОЧИХ ГРУПП

ПРИМЕРЫ ТОПОЛОГИЙ НА ОСНОВЕ СТАНДАРТА 10Base-T

10Base-T.jpg (96550 bytes)

Рис. 1. Пример топологии без построения магистрали

В случае объединения рабочих групп по технологии 10Base-T допускается последовательное соединение до четырех концентраторов с применением кабеля на витой паре. В данной сети отсутствует магистраль (backbone). Это пример того, как не надо строить сети. Так можно проектировать лишь территориально рассредоточенные офисные ЛВС.

 

ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАГИСТРАЛИ СТАНДАРТА 10Base-2

10Base-2-1.jpg (136320 bytes)
Рис. 2. Пример топологии с построением магистрали по технологии 10Base-2

В данном примере switch разделяет два сегмента магистрали, построенной с применением тонких коаксиальных кабелей. К верхнему сегменту подключены две цепочки концентраторов: два концентратора класса 10Base-2 и два концентратора класса 10Base-T.

Если посчитать, то верхний сегмент содержит четыре повторителя (два класса 10Base-T и два 10Base-2). Тем самым между РС-1 и РС-2 имеются пять кабельных сегментов (три сегмента тонкого коаксиального кабеля и два сегмента кабеля с витыми парами). Три тонких коаксиальных сегмента - это максимально допустимое число между двумя узлами.

Нижний сегмент магистрали 10Base-2, содержит три последовательно соединенных концентратора класса 10Base-T. В результате между узлами РС-3 и РС-4 воображаемый сигнал проходит через три концентратора класса 10Base-T, затем на пути данных встречается коммутатор, и счет концентраторов, а так же кабельных сегментов начинается сначала. Затем данные проходят через два концентратора 10Base-T. Если бы на пути данных не было бы коммутатора, то тогда между этими узлами насчитывалось бы пять повторителей. Это было бы нарушением правила “максимум четыре повторителя”.

Лучше всего подключать концентраторы к тонкой коаксиальной магистрали таким образом, чтобы их никогда не было бы более двух в цепочке. В этом случае правило “четырех концентраторов” никогда не будет нарушено, даже если вы торопясь по ошибке не верно сконфигурируете свою сеть на кроссовой панели.

 

ПРИМЕР ИСКЛЮЧЕНИЯ ИЗ ПРАВИЛА “5-4-3”

10Base-2-2.jpg (130027 bytes)

Рис. 3. Пример гибридной топологии с применением тонкого коаксиального, UTP и FO кабелей

Этот пример демонстрирует особенности, которые появляются при внедрении оптических технологий: применение FO кабельных систем позволяет увеличить длины кабельных сегментов (до 2000 м), возрастает безопасность (несанкционированное подключение к оптическому кабелю в реальной практике можно не рассматривать) и помехоустойчивость (FO кабели связи не восприимчивы к внешним электромагнитным излучениям и не излучают сами).

Рассматривая этот пример стоит понимать, что соединение разнотипных по передающим средам устройств осуществляется с помощью специальных конвертеров.

В данном случае к магистрали 10Base-2 подключены: концентратор класса 10Base-2 и FO концентратор (на практике подобное соединение возможно для подключения рабочих групп, находящихся в условиях наличия сильных помех).

Между РС-1 и РС-2 имеются четыре повторителя. В то же время, между РС-3 и РС-4 пять повторителей (10Base-2 Hub, 10Base-T Hub и три оптоволоконных). Эта конфигурация представляет собой исключение из правила “четырех повторителей”: когда один или несколько оптоволоконных концентраторов применяются вместе с концентраторами “на меди”, то на пути между двумя узлами допускается использовать пять повторителей.

 

ПРИМЕР ПРИМЕНЕНИЯ ТРЕХ ТИПОВ КАБЕЛЕЙ

10Base-2-3.jpg (115378 bytes)

Рис. 4. Пример применения гибридной топологии

На этом примере также демонстрируется совместное применение в рамках одной рабочей группы трех типов кабелей: оптоволоконного, тонкого коаксиального и кабеля с витыми парами.

В данном случае также стоит давать себе отчет, что соединение разнотипных по передающим средам устройств осуществляется с помощью конвертеров сред.

На пути связи от РС-1 до РС-2 расположены четыре концентратора (два устройства типа 10Base-T и два типа 10Base-2). При этом между РС-1 и РС-2 лежат пять кабельных сегментов: один с витыми парами, три тонких коаксиальных и один оптоволоконный. Тем самым “не более трех тонких коаксиальных сегментов” выполнено. На пути распространения сигнала между узлами РС-2 и РС-3 расположены два концентратора 10Base-2 и три сегмента тонкого коаксиального кабеля. Тем самым также не нарушается ни один из пунктов правила 4-3-2.

 

ДЕМОНСТРАЦИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОБЪЕДИНЕНИЯ ГРУПП ПО ТЕХНОЛОГИИ 10Base-2

10Base-2-4.jpg (99288 bytes)

Рис. 5. Способ применения четырех повторителей тонкого коаксиального кабеля

В предыдущих примерах три сегмента коаксиального кабеля всегда связывались с помощью двух репитеров. Однако это утверждение нельзя считать фактом. Данный пример как раз и демонстрирует, что имеется возможность обойти это ограничение в том случае, если Вам предстоит расширить сеть на базе тонкого коаксиального кабеля.

На данном рисунке приведена топология сети на базе четырех повторителей класса 10Base-2 и содержащая два сегмента UTP кабеля. На пути распространения сигнала от РС-3 к РС-4 лежат пять кабельных сегментов, три из которых являются сегментами из тонкого коаксиального кабеля, а два представляют участки UTP кабеля. В результате не нарушается ни правило “5-ти сегментов”, ни правило “трех коаксиальных сегментов”.

Я, правда, надеюсь, что решать подобную головоломку на практике Вам не придется, но кто его знает.


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