Price Zone onlineновостистатьипрайсыкаталогобъявленияфорум

  

 Компьютерная техника
 Комплектующие, периферия
 Сетевое оборудование
 Оргтехника
 Расходные материалы
 Техника связи
 Интернет, услуги, ПО
каталог товаров
Сайт обновлен: 18.11.2014




Локальные сети. Часть 2 - корпоративные сети (продолжение)
23.10.2002
Локальные сети. Часть 2 - корпоративные сети (продолжение)

Full-duplex

В стандарте Ethernet 10Base-T каждая точка доступа использует для передачи и приема пакетов разные пары кабеля. Более того - физические параметры приемников и передатчиков не позволяют использовать витую пару в роли соединителя шинного типа, что означает следующее: на каждой витой паре может быть только один передатчик и один приемник, и находиться они должны на ее концах. То есть единственный способ физического соединения сетевых интерфейсов Ethernet на витой паре, это "точка-точка", когда приемник точки А соединяется с передатчиком точки Б, а приемник точки Б соединяется с передатчиком точки А.

Если немного подумать, то становится ясно, что в такой физической среде коллизия пакетов невозможна - ведь к каждой паре проводов подключен один, и только один, передатчик. Более того, поскольку передатчик и приемник любой точки подключения независимы друг от друга, появляется возможность передавать и принимать разные пакеты данных одновременно, что увеличивает суммарную полосу пропускания сети вдвое и снижает задержки при передаче. Такой режим работы называется Full-Duplex - в отличие от стандартного режима работы Ethernet IEEE 802.3, при котором передача и прием пакетов происходят попеременно, в режиме Half-Duplex.

Важной особенностью режима Full-Duplex является то, что он, наконец, отменяет доставшийся Ethernet в наследство от коаксиального кабеля алгоритм работы CSMA/CD. В этом режиме сетевому интерфейсу больше нет необходимости прослушивать канал, проверяя отсутствие чужой передачи перед началом собственной, и нет необходимости определять коллизии - поэтому он начинает передачу немедленно при поступлении данных и может передавать пакеты, не делая между ними предусмотренных стандартом IEEE 802.3 пауз, что дополнительно повышает суммарную скорость передачи и снижает среднее время задержки пакетов в сети. Впрочем, не все сетевые интерфейсы (особенно старые) в состоянии принимать пакеты без стандартных пауз между ними...

Менее очевидное следствие применения режима Full-Duplex - отмена "правила MRT", то есть для сетей в этом режиме совершенно неважно, какой величины достигает задержка сигнала при распространении. Они будут работать, лишь бы физические параметры сигнала в точке приема (амплитуда, уровень помех и т.д.) удовлетворяли стандарту.

Концентраторы - классика UTP-сетей

Поскольку физически витая пара позволяет осуществлять только соединение точка-точка, понадобилось какое-то устройство, могущее объединить вместе несколько таких соединений, образовав внутри себя логическое подобие привычной для стандарта Ethernet шинной магистрали. Такое устройство было изобретено и называется концентратор, или Hub.

Концентратор берет сигналы со всех своих входов и суммирует их, затем усиливает и отдает одновременно на все выходы. Это позволяет любому сетевому интерфейсу, соединенному с концентратором UTP-кабелем, слышать как передачу других подсоединенных к концентратору интерфейсов, так и свою собственную (точно так, как это происходило в коаксиальном кабеле). Соответственно, именно внутри концентратора приходящие по независимым линиям пакеты данных могут столкнуться (наложиться), вызвав коллизию, что вынуждает применять для передачи все тот же привычный алгоритм CSMA/CD и не позволяет точкам доступа одновременно передавать и принимать данные (то есть работа может идти только в режиме Half-Duplex).

Поскольку концентраторы обычно выполняют также функцию регенерации (восстановления) амплитуды и формы сигнала, они могут соединяться друг с другом (это называется каскадированием) точно так же, как с обычным сетевым интерфейсом. Однако из-за того, что в концентраторах разъемы "перевернуты" (например, контакты 1-2 являются входом приемника, а не выходом передатчика, как в точках доступа типа сетевых карт), для их каскадирования необходимо использовать специальный "перевернутый" (Cross-Over) кабель, либо воспользоваться на одном из концентраторов Uplink-гнездом с "нормальной" (как у сетевых карт) разводкой.

Таким образом, хотя UTP-сеть с концентраторами является на физическом уровне топологии "многолучевой звездой" (что определяет ее гораздо более высокую надежность по сравнению с коаксиальным кабелем, так как нарушение контакта в любом разъеме или UTP-кабеле вызывает отказ только в одном луче, а не во всем сегменте), на логическом уровне эта сеть остается классической для IEEE 802.3 "общей шиной".

Коммутаторы - шаг вперед

Концентраторы просты по устройству и поэтому дешевы, однако они превращают сеть с полнодуплексной проводкой UTP в логическое подобие сети на полудуплексном коаксиальном кабеле, со многими ее минусами (коллизионная среда, ограничение геометрического размера из-за задержек сигнала в кабеле, и т.д.). Понятно, что мириться с этим конструкторам сетевого оборудования не хотелось, и они придумали устройство, подключаемое к сети точно так же, как концентратор, но свободное от его недостатков. Это устройство называется коммутатор (Switch).

Идея работы коммутатора очень проста: он принимает посылаемые любой точкой доступа (сетевой картой), подключенной к коммутатору, пакеты данных и отправляет их только на тот свой выход, к которому подключена точка доступа, для которой эти пакеты предназначены. Таким образом для каждого пакета данных осуществляется как бы логическое соединение (коммутация) между гнездом коммутатора, к которому подключен источник (передатчик) пакета данных, и гнездом, к которому подключен тот приемник, для которого этот пакет предназначен.

Этот механизм оказывается возможен потому, что в каждом посылаемом по сети Ethernet пакете данных содержится заголовок, в котором указаны уникальные номера (так называемые MAC-адреса) передатчика, посылающего пакет, и приемника, для которого этот пакет предназначен. Вы спросите - а откуда же коммутатор знает, к какому из его портов подключен приемник с определенным MAC-адресом? Все очень просто: коммутатор запоминает адреса передатчиков всех пакетов, приходящих на его порты, в специальной памяти, и связывает с ними номер порта, на который пакет с таким адресом передатчика пришел. А поскольку адрес передатчика и приемника у точки доступа Ethernet один и тот же - эта таблица очень быстро оказывается исчерпывающим списком распределения всех приемников по портам коммутатора. После этого коммутатору, принявшему пакет, остается лишь просмотреть таблицу, и, найдя там MAC-адрес получателя, отправить пакет на указанный в таблице порт.

Разумеется, возможен случай, что адреса получателя в таблице MAC-адресов еще нет, или что поле адреса получателя в пакете заполнено логическими единицами (то есть адрес является широковещательным, и пакет предназначен для всех узлов сети). В таком случае коммутатор просто транслирует пакет на все свои порты, подобно тому, как это делает обычный концентратор - но с той важной разницей, что одновременно с такой трансляцией коммутатор продолжает принимать пакеты от узлов сети.

Несколько хитрее происходит обработка пакетов с так называемым "групповым" MAC-адресом получателя. Простые коммутаторы поступают с ними точно так же, как с широковещательными, а более сложные (прежде всего коммутаторы для магистральных сетей, или backbone) осуществляют поиск в таблице MAC-адресов всех адресов, соответствующих групповому, и транслируют пакет на те порты, к которым подключены соответствующие узлы-получатели.

Таким образом, коммутаторы обеспечивают сети Ethernet целый букет преимуществ по сравнению с сетями на простых концентраторах:

  • Режим Full-Duplex ускоряет передачу данных и снижает среднюю задержку пакетов в сети за счет их одновременной передачи и приема;
  • Устраняются коллизии, что существенно расширяет пропускную способность сети, особенно в случаях больших нагрузок;
  • На соединениях с Full-Duplex перестает работать правило MRT, что позволяет добиться большей масштабируемости сети и увеличить физическую длину ее лучей;
  • Перестает работать и правило "четырех концентраторов" - поскольку каждый коммутатор по природе своей не допускает коллизий, и изолирует имеющиеся в сегментах сети коллизии (например, от подключенного концентратора) в пределах одного порта. Это намного увеличивает масштабируемость сети;
  • Суммарная пропускная способность сети резко возрастает - теперь физическая скорость передачи не делится между всеми точками доступа, а каждая из них может передавать пакеты независимо, на полной скорости, обеспечиваемой передатчиком.

Все это предопределило победу коммутаторов над концентраторами даже несмотря на их большую сложность и стоимость, особенно в современных сетях FastEthernet.

Коммутатор коммутатору рознь

Однако коммутаторы бывают разные. Во-первых, они различаются по размеру таблицы MAC-адресов:

  • Магистральные коммутаторы. Имеют таблицу более 32.000 MAC-адресов, из которой не менее 8.000 MAC-адресов может выделяться на любой порт.
  • Базовые коммутаторы. Имеют таблицу более 8.000 MAC-адресов, из которой не менее 512 MAC-адресов может выделяться на любой порт.
  • Коммутаторы для рабочих групп ("оконечные" коммутаторы, или, как их неправильно называют, Switching Hubs). Обычно имеют таблицу от 256 до 8.000 MAC-адресов, однако с большинством портов связывается только один MAC-адрес (все остальные адреса связываются с Uplink-портом).

Из этих технических различий следуют и различия в областях применения: магистральные коммутаторы используются для объединения крупных сетей и подключения их к магистральному кабелю (backbone), базовые коммутаторы используют для объединения концентраторов и коммутаторов внутри сети, а коммутаторы рабочих групп, которые всегда есть у нас на складе в ассортименте, используются вместо классических концентраторов для подключения к сети большого числа рабочих станций и серверов. Обратите внимание на то, что коммутатор для рабочих групп может каскадироваться только единственным Uplink-портом и не допускает подключения на остальные порты ни других коммутаторов, ни концентраторов - только точки доступа (компьютеры, принт-серверы, маршрутизаторы и т.д.). Остальные два типа коммутаторов каскадируемы практически неограниченно.

Также отличается и применяемый в коммутаторах алгоритм коммутации пакетов. В настоящее время используются две технологии коммутации:

  • Store-And-Forward (запомнить и переслать). Основная идея в том, что коммутатор принимает весь пакет данных до конца, сверяет его контрольную сумму, и если пакет оказался неповрежденным - передает его по назначению, а если он поврежден - то просто отбрасывает (точно так же, как сетевые карты отбрасывают пакеты, во время приема которых возникла коллизия). Минус технологии - задержка передачи в коммутаторе равна длине пакета.
  • Cut-Trough (гнать насквозь). Основная идея - принять только начало пакета (заголовок, содержащий MAC-адреса отправителя и получателя), на его основе осуществить коммутацию и сразу начать передавать пакет. Задержка при этом не зависит от размера пакета и гораздо меньше, чем в первом методе, но при этом теряется возможность проверить пакет на отсутствие повреждений.

Технология Store-And-Forward применяется повсеместно, а Cut-Trough - как правило, только в магистральных коммутаторах или близких к ним по назначению моделях, поскольку она реально имеет смысл лишь для соединения источников с заведомо "чистым" трафиком.

Популярность коммутаторов на уровне подразделений продолжает расти. Это связано с тем, что установка коммутаторов обойдется дешевле, чем развертывание, скажем, АТМ или Gigabit Ethernet. Обе эти технологии предполагают значительные капиталовложения. Коммутаторы же позволяют повысить отдачу от уже сделанных инвестиций. Кроме того, продвижению коммутаторов на рынке способствует простота их установки.

Локальнаяя сеть для малого офиса

И в конце статьи поговорим немного об общих принципах построения локальной сети в малых и больших офисах. Локальная сеть малого офиса не предполагает наличия сложной иерархической структуры. Как правило, для управления сетью достаточно одного файл-сервера. Сеть фактически состоит из одной рабочей группы. При количестве рабочих мест менее 10 можно обойтись без сервера (т.н. одноранговая сеть). Распределение ресурсов (совместный доступ к данным, общие принтеры, другие совместно используемые периферийные устройства) организуется путем предоставления локальных ресурсов и периферийных устройств в общее пользование, хотя не исключено и использование сетевых устройств, главным образом принтеров. Файл-сервер, помимо основной задачи, - хранения данных, может являться также и сервером приложения, например обеспечивать совместный доступ к базе данных.

Локальнаяя сеть для большого офиса

В схеме представлена типовая сеть офиса предприятия, имеющего несколько структурных подразделений. Офис подключен к выделенному каналу связи, обеспечивающему как телефонию, так и доступ в Интернет. Сеть состоит из группы серверов, ряда рабочих групп, количество и состав которых определяется структурой и размерами предприятия, служебных компьютеров и коммутационного оборудования. Управление локальной вычислительной сетью осуществляется группой из трех серверов, включающей:

  • Головной сервер (Main), отвечающий за распределение ресурсов, хранение информации и политику безопасности, с подключенным к нему дисковым массивом;
  • Резервный сервер (Backup), который выполняет роль вторичного контроллера домена и отвечающий за резервное копирование информации;
  • Web сервер, на котором размещается Web-сайт предприятия
  • Почтовый сервер (Mail) и служба электронной почты

Кроме того, в группу серверов входит рабочее место администратора сети. К служебным компьютерам относятся сервер доступа, обеспечивающий защиту локальной сети от несанкционированного доступа извне. В состав коммутационного оборудования входят концентраторы и коммутаторы, обеспечивающие коммуникацию между компьютерами в составе локальной сети и оптимальную пропускную способность, мультиплексор, к которому подключен внешний канал связи и маршрутизатор, соединяющий локальную сеть с глобальным информационным пространством. Физическая структура сети организуется при помощи кабеля UTP категории 5, обеспечивающего передачу информации со скоростью до 100Мбит в секунду. В случае, когда офис предприятия расположен на нескольких этажах, сегменты сети каждого этажа могут соединяться с помощью коаксиального кабеля. При интеграции офиса, занимающего несколько зданий, удаленных друг от друга на значительное расстояние (до 1 км), в сеть включаются усилители сигнала (репитеры) или, в случае невозможности организации проводной связи, радиомодемы.

Заключение

Пока что мы обсудили проблемы и методы реализации классических сетей Ethernet и FastEthernet, все более и более уходящих в прошлое под давлением новых технологий (например, GigabitEthernet, о которых мы возможно поговорим в будущем). Однако без понимания этих "старых" технологий невозможно ни перейти к проектированию современных сетей, ни понять проблем модернизации существующих структур и разумного перевода их на новые технологии.


 Статьи
12.02.2007 Исследования Intel приближают наступление эры тера-вычислений
29.01.2007 Прорыв Intel в технологии создания транзисторов
28.11.2006 Intel IDF 2006 Киев: третье пришествие
15.11.2006 Корпорация Intel положила начало эпохе четырехъядерных процессоров
01.11.2006 Есть Интернет - есть телефон
27.09.2006 Intel разрабатывает опытные микросхемы с производительностью порядка терафлоп
26.09.2006 Процессор Intel Core 2 Duo открывает новый этап в развитии компьютерного рынка Украины
13.09.2006 Wi-Fi - быстро, удобно, престижно
27.07.2006 Wi-Fi завоевывает Одессу
14.09.2005 "Путешествие" вместе с Intel успешно завершилось
07.06.2005 IDF 2005 по-киевски
27.04.2005 Дни компьютерных знаний Intel в Одессе
29.10.2004 "Все звенья одной сети" от Микродаты
12.10.2004 "Даешь лазерную печать!" - выиграли все
04.10.2004 "Прэксим Д" 10 лет - первые!
01.09.2004 Юбилейный дилерский форум от компании "ТиД"
25.08.2004 Выставка на старте
20.07.2004 Новая платформа Intel LGA775
06.07.2004 Путевое цифрошествие
29.06.2004 Intel: на пути к цифровому дому
08.06.2004 Передовые технологии - каждому студенту
30.04.2004 IDF в Украине - катализатор технологического прогресса
20.04.2004 В преддверии киевского IDF Spring 2004
20.04.2004 Пишите письма с запахом
16.04.2004 RFID: революция в области розничной торговли
07.04.2004 Страдания по IRQ
30.03.2004 Новый чипсет nVidia nForce3-250 для процессоров Athlon 64
24.03.2004 Wi-Fi: будущее беспроводных технологий
18.03.2004 IDF Spring 2004
17.03.2004 Принтеры - новая жизнь привычных технологий
02.03.2004 Что год текущий нам готовит?
24.02.2004 Ультрапортативные ПК: золотая середина
17.02.2004 Цифровая фотография как массовое явление
11.02.2004 Внешний интерфейс Serial ATA: первые факты
11.02.2004 Итоги 2003 года - процессоры, вчера и завтра
11.02.2004 Intel Prescott: первый взгляд
24.12.2003 Высокотехнологичные подарки к Новому Году
16.12.2003 Intel - 10 лет в Украине
26.11.2003 Обзор современных barebone-систем
25.11.2003 Современные интегрированные аудиорешения (часть вторая)
05.11.2003 Визит Крейга Барретта в Украину
15.10.2003 Ионизаторы - друзья компьютерщиков
14.10.2003 Выбор картриджа для лазерного принтера
07.10.2003 Руководство пользователя ноутбука
30.09.2003 Семинар Intel "Современные технологии для малого и среднего бизнеса"
30.09.2003 Особенности национальной выставки. КБО 2003 и REX2003
23.09.2003 Сравнение мобильных телефонов среднего класса с цветными экранами
16.09.2003 Обзор карманных многофункциональных компьютеров
10.09.2003 Программа мероприятий в рамках выставок "Управление и автоматизация" и "Компьютер. Банк. Офис"
10.09.2003 Обзор современных цифровых видеокамер
02.09.2003 Современные интегрированные аудиорешения
27.08.2003 Создание видео с помощью кодека DivX
19.08.2003 D-VHS: замена DVD или мертворожденный формат?
12.08.2003 Нанотрубки: игры атомами
22.07.2003 Нанотехнологии - настоящее и будущее
15.07.2003 Новые дисплейные технологии LCD: сегодня и завтра
11.07.2003 Сравнение форматов DVD-RW и DVD+RW
11.07.2003 Новая линейка чипсетов Intel i865
11.07.2003 PCI Express - шина будущего
11.07.2003 Обзор игровых консолей. Часть 2 - Nintendo 64, GameCube и GameBoy, Sega Dreamcast
11.07.2003 Обзор игровых консолей. Часть 1 - Microsoft XBox, Sony PlayStation 2
11.07.2003 Операционные системы. Часть 9 - Mac OS X
11.07.2003 Операционные системы. Часть 8 - Novell Netware
24.06.2003 Операционные системы. Часть 7 - OS/2
13.06.2003 Операционные системы. Часть 6 - Unix и Linux
04.06.2003 Операционные системы. Часть 5 - Microsoft Windows 2000 и Longhorn
25.04.2003 Операционные системы. Часть 4
22.04.2003 Универсальная автомобильная зарядка для ноутбука от ТиД
22.04.2003 Библиотека CD для 150 дисков Dacal CD-library от ТиД
16.04.2003 Операционные системы. Часть 3
09.04.2003 Операционные системы. Часть 2
04.04.2003 CeBit`2003 (Германия, Ганновер) глазами одесситов
25.03.2003 Операционные системы. Часть 1
25.03.2003 Будущее процессоров
25.03.2003 Будущее процессоров
13.03.2003 Вся правда о разгоне процессоров
04.03.2003 Oбзор современных платформ для процессоров Intel - Pentium 4 и Celeron
04.03.2003 Современные платформы для процессоров AMD
19.02.2003 Новый стандарт памяти DDRII SDRAM
13.02.2003 Обзор ATI Radeon 9700 Pro
04.02.2003 Тестирование nVidia GeForce FX
28.01.2003 Технология Hyper-Threading
24.12.2002 Безопасность сетей
17.12.2002 Семинар компании "ПРЭКСИМ-Д": Современные технологии и решения - путь к надежному и бесперебойному управлению предприятием
05.12.2002 VPN - виртуальные частные сети
26.11.2002 IP-телефония. Обзор технологии
19.11.2002 Интернет без проводов: описание технологий GPRS и 3G
15.11.2002 Семинар MacHOUSE. Новинки на рынке твердых носителей
15.11.2002 Road-show "МУК" и сетевые технологии Cisco
15.11.2002 Описание технологий xDSL
15.11.2002 NOKIA + Unitrade = фирменный магазин Nokia
23.10.2002 Локальные сети. Часть 2 - корпоративные сети
23.10.2002 Локальные сети. Часть 2 - корпоративные сети (продолжение)
15.10.2002 Локальные сети. Часть 1 - домашняя сеть
01.10.2002 Модемы: теория и советы
25.09.2002 Выбор монитора. Часть 3 - ЖК-мониторы
24.09.2002 Выбор монитора. Часть 2 - характеристики и стандарты
10.09.2002 Выбор монитора. Часть 1 - электронно-лучевая трубка
03.09.2002 Источники бесперебойного питания (ИБП). Часть 2 - практическая
28.08.2002 Источники бесперебойного питания (ИБП). Часть 1 - вводная
21.08.2002 Струйные принтеры. Часть 2 - устройства для фото-профессионалов
13.08.2002 Струйные принтеры. Часть 1 - устройства для дома и офиса
06.08.2002 Windows XP: полезные советы
23.07.2002 Покупаем клавиатуру: характеристики клавиатур и советы покупателю
22.07.2002 "Идеальный" компьютер или кое-что о Hammer. Часть вторая: что год грядущий нам готовит
17.07.2002 Обзор манипуляторов. Часть 3 - графические планшеты
16.07.2002 "Идеальный" компьютер или кое-что о Hammer. Часть первая: мечты, мечты...
10.07.2002 Обзор манипуляторов. Часть 2 - джойстики, рули, геймпады
02.07.2002 Обзор манипуляторов. Часть1 - мышиное царство
02.07.2002 Электронное правительство (e-goverment) - МИФ?
26.06.2002 Как выбрать сканер: обзор характеристик сканеров и советы покупателю
19.06.2002 Международный IT-форум и теннисный турнир "Дискавери"
19.06.2002 Описание интерфейса IEEE 1394 FireWire
11.06.2002 Обзор технологии беспроводной связи Bluetooth
06.06.2002 Дилерский форум ТиД или активизация бизнес-усилий "по-тидовски" под Виагру и Боярского
06.06.2002 Современные интерфейсы ПК: USB, FireWire, IrDA, Bluetooth
27.05.2002 Жесткие диски в вопросах и ответах: обзор основных характеристик жестких дисков
23.05.2002 Корпорация Инком: открытие нового офиса в Одессе
23.05.2002 "Скайлайн Электроникс": семинар "Коммерческие системы на платформе AMD"
23.05.2002 "Учимся писать": запись лазерных дисков CD-R/CD-RW
23.05.2002 "Учимся писать": обзор форматов записи CD-R/CD-RW/DVD дисков
22.05.2002 Обзор карт флэш-памяти
24.04.2002 Обзор PDA: "Дружелюбные карманники"
09.04.2002 Правильный домашний кинотеатр... или как разориться на кинопристрастиях
09.04.2002 Домашний кинотеатр на базе компьютера... или как сэкономить на кинопристрастиях
09.04.2002 Обзор видеоформатов MPEG
02.04.2002 Золотой звук. Часть 2 - эволюция стандартов Dolby Laboratories
02.04.2002 CeBIT, 2002 (Ганновер, Германия) - выставка глазами одесситов
26.03.2002 Золотой звук. Часть 1 - обзор звуковых карт
22.03.2002 Толковый словарь 3D-терминов
20.03.2002 Монстры графики: сравнительный обзор современных видеокарт. ( Часть 2: Radeon от ATi )
13.03.2002 Монстры графики: сравнительный обзор современных видеокарт. ( Часть 1: GeForce от nVidia )
06.03.2002 Особенности национальной выставки: HI-Tech 2002
27.02.2002 Новая и незнакомая: Windows XP
23.02.2002 Процессор Pentium 4: обзор и тестирование
23.02.2002 Парад чипсетов: обзор чипсетов для Penium 4
Главная • Новости • Статьи • Прайсы • Каталог • Обьявления • Форум • Список фирм
Price Zonedesigned by TDG