Проектирование ЛВС

стандартный формат кадра 802.2, и нам остается только выяснить, какой из

двух - обычный (Ethernet_802.2) или расширенный (Ether-net_SNAP). В случае

Ethernet_SNAP значение первого, впрочем, как и второго, байта в поле данных

равняется 0xAA. (Значение третьего байта равняется 0x03, но это проверять

излишне.)

ЗА КАДРОМ

Разные протоколы используют разные форматы кадров (см. Таблицу 3).

Однако число последних не так уж велико, и их несложно отличить один от

другого. К тому же протокол TCP/IP выдвигается на доминирующую позицию не

только в глобальных, но и в локальных сетях, поэтому даже Novell решила

отказаться от своего протокола IPX/SPX в пользу TCP/IP в следующей версии

NetWare. Это означает, что в большинстве случаев администратору сети не

придется беспокоиться о том, какой формат кадров Ethernet используется.

Однако, как показывает опыт, унаследованные технологии живут довольно

долго, так что знание форматов кадров может представлять не только

теоретический, но и практический интерес.

ТАБЛИЦА 3 - ПРОТОКОЛЫ И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ ТИПЫ КАДРОВ

|Формат |Протокол |Способ идентификации вышележащего |

|кадра | |протокола |

|Ethernet|DecNET, LAT, старые |Поле типа протокола |

|_II |реализации TCP/IP | |

|802.3 |NetWare 3.х |Первые два байта поля данных равны|

| | |0xFFFF |

|802.2 |NetWare 4.х, LLC2 |Поле DSAP |

|SNAP |EtherTalk, новые реализации|Пятибайтное поле после служебной |

| |TCP/IP |информации LLC |

АЛГОРИТМ ОТКАТА

Как уже говорилось, после обнаружения конфликта станции ждут случайный

промежуток времени. Единицей измерения времени (квантом времени) является

удвоенное время распространения сигнала из конца в конец отрезка кабеля

(см. выше), равное 51,2 мс. После первого конфликта каждая станция ждет 0

или 1 квант времени, прежде чем попытаться возобновить передачу. Если

конфликт произошел вновь, так как две станции выбрали одно и то же

случайное число, то каждая из них выбирает после второго конфликта уже из

четырех чисел 0, 1, 2, 3. Если же конфликт имеет место и в третий раз, (что

вполне вероятно, когда более двух станций пытаются начать передачу

одновременно), то в следующий раз случайное число слотов выбирается из

интервала 0-7 и т. д. Однако, после 10 последовательных конфликтов интервал

выбора случайных чисел фиксируется и задается равным 1023. После 16

конфликтов контроллер отказывается от дальнейших попыток передать кадр и

сообщает об этом компьютеру. Все дальнейшие действия по исправлению

ситуации должны осуществляться высокоуровневыми протоколами. Такой алгоритм

позволяет разрешить коллизии, когда конфликтующих станций немного, а также

ликвидировать их за приемлемое время, когда множество станций хочет

передавать одновременно.

РАЗНОВИДНОСТИ ETHERNET

В качестве физической среды передачи стандарт для Ethernet на 10

Мбит/с определяет тонкий и толстый коаксиальный кабель, витую пару и даже

оптоволокно. Вкупе с прочими факторами такое разнообразие возможных сред

передачи немало способствовало росту популярности Ethernet. Ниже мы

рассмотрим вкратце спецификации Ethernet на 10 Мбит/с.

10Base5. Как и изначальная версия Ethernet, эта спецификация в качестве

среды передачи предусматривает толстый коаксиальный кабель на 50 Ом с двумя

оболочками. По этой причине в англоязычной литературе ее иногда еще

называют Thicknet и толстым Ethernet. Каждый коаксиальный кабель в сети

образует отдельный сегмент. Протяженность сегмента не может превышать 500

м, а число узлов - 100, причем отрезок кабеля между соседними узлами должен

быть не менее 2,5 м. Это позволяет уменьшить вероятность отражений и

появления стоячих волн. Как правило, производители предусматривают

соответствующую разметку кабеля в целях упрощения идентификации мест, где

станция может быть подключена к сегменту. Контроллер станции, т. е. сетевая

плата, подключается к кабелю с помощью трансиверного кабеля и трансивера

(см. Рисунок 13). Длина трансиверного кабеля не должна превышать 50 м.

Рисунок 13

В 10Base5 узел подключается к кабелю с помощью трансивера и трансиверного

кабеля.

10Base2. Спецификация предусматривает использование тонкого

коаксиального кабеля RG-58 с характеристическим импедансом 50 Ом, а также

соединителей типа BNC-T, подключаемых к контроллеру Ethernet напрямую (см.

Рисунок 14). Это исключает необходимость применения дорогостоящих

трансивера и трансиверного кабеля, а также выполнение самой операции по

подключению трансивера к кабелю. Данный стандарт известен так же, как

Cheapernet, Thinnet или тонкий Ethernet. Протяженность сегмента ограничена

расстоянием 185 м, а число узлов - 30. Кроме того, Cheapernet более

подвержена шумам, в частности от радиосигналов. Тем не менее эта намного

более дешевая, чем 10Base5, разновидность Ethernet была в свое время,

несмотря на присущие ей ограничения, весьма популярна.

Рисунок 14

В 10Base2 узел подключается к кабелю напрямую с помощью соединителя BNC-

T.

10BaseT. Данная разновидность Ethernet в настоящее время, вероятно,

наиболее распространена. Буква T в названии означает, что средой передачи

является неэкранированный кабель на основе витой пары (Unshielded Twisted

Pair, UTP). Спецификация предусматривает использование концентратора для

подключения пользователей по физической топологии "звезда". Применение

дешевых кабелей UTP является одним из основных преимуществ 10BaseT над

10Base2 и 10Base5. Подключение узлов к сети осуществляется с помощью

модульных настенных телефонных гнезд RJ-45 и RJ-11 и четырехпарного

телефонного кабеля UTP, причем соединитель RJ-45 вставляется напрямую в

сетевую плату (см. Рисунок 15). Протяженность отрезка кабеля от

концентратора до станции не должна превышать 100 м (в случае UTP Категории

3) или 150 м (в случае UTP Категории 5).

Рисунок 15

В 10BaseT узлы подключаются к концентратору по физической топологии

"звезда".

10BaseF. Принятая относительно недавно, эта спецификация

предусматривает использование в качестве среды передачи оптический кабель.

Естественно, это весьма дорогостоящая разновидность Ethernet, и не столько

из-за стоимости самого кабеля, сколько из-за дороговизны соединителей и

терминаторов. Однако она не чувствительна к электромагнитным помехам и

позволяет связывать по Ethernet здания и далеко отстоящие друг от друга

концентраторы.

Каждая из разновидностей Ethernet предусматривает те или иные

ограничения на протяженность сегмента кабеля. Для создания более

протяженной сети несколько кабелей может быть соединено с помощью

повторителей. Повторитель представляет собой устройство физического уровня.

Он принимает, усиливает и передает сигнал дальше в обоих направлениях

(таким образом, повторитель полностью прозрачен для кадров Ethernet). С

точки зрения программного обеспечения последовательность кабельных

сегментов, связанных повторителями, ничем не отличается от одного кабеля.

Сеть может содержать несколько сегментов кабеля и несколько повторителей,

но никакие два узла не должны отстоять друг от друга на расстояние свыше

2,5 км, а путь между ними - пролегать более чем через четыре повторителя.

БЕСПРОИГРЫШНЫЙ ВАРИАНТ

Технология Ethernet не стоит на месте. Коммутируемые Ethernet и Fast

Ethernet вывели ее на новые рубежи скорости и производительности, а с

появлением Gigabit Ethernet старый добрый Ethernet вообще рискует оказаться

в роли дедушки.

ТАБЛИЦА 4 - РАЗНОВИДНОСТИ ETHERNET

|Стан|Кабель |Максимальная |Допустимое число |Достоинства |

|дарт| |протяженность |узлов в сегменте | |

| | |сегмента | | |

|10Ba|Толстый |500 м |100 |Хорош для |

|se5 |коаксиальны| | |магистрали |

| |й | | | |

|10Ba|Тонкий |200 м |30 |Дешевая |

|se2 |коаксиальны| | |система |

| |й | | | |

|10Ba|Витая пара |100 м |1024 |Простота |

|seT | | | |эксплуатации|

|10Ba|Оптический |2000 м |1024 |Между |

|seF |кабель | | |зданиями |

Таблица 5. Основные характеристики сетей по методам передачи информации.

|Характеристики |Методы передачи информации |

| |Ethernet |Token Ring |ArcNet |

|Топология |Локальная типа |Кольцевая или |Наборы сегментов |

| |«шина» |типа |типа «звезда» |

| | |«звезда-кольцо| |

| | |» | |

|Тип кабеля |RG–58 |Экранированная|RG–62 или RG–59 |

| | |или | |

| | |неэкранированн| |

| | |ая витая пара | |

|Импеданс |50 Ом |— |— |

|Сопротивление |50 Ом, ± 2 Ом |100 – 200 Ом |RG–59: 75 Ом |

|терминаторов | |UTP, 150 Ом TP|RG–62: 93 Ом |

|Максимальная |185 м |45 – 200 м (в |В зависимости от |

|длина кабеля в | |зависимости от|используемого |

|сегменте | |используемого |кабеля, но в |

| | |кабеля) |среднем: |

| | | |W–W: 120 м |

| | | |A–A: 606 м |

| | | |P–W или P–A: 30 м|

| | | | |

| | | |A–A: 0,3 м[1] |

|Минимальный |0,5 м |2,5 м |В зависимости от |

|промежуток | | |используемого |

|между соседними| | |кабеля |

|компьютерами | | | |

|Максимальное |5 |33 устройства |Не поддерживает |

|количество | |MAU |соединения |

|соединенных | | |сегментов |

|сегментов | | | |

|Максимальное |30 |Неэкранированн|В зависимости от |

|количество | |ая витая пара:|используемого |

|компьютеров в | |72 рабочих |кабеля |

|сегменте | |станции на | |

| | |концентратор, | |

| | |при | |

| | |использовании | |

| | |экранированной| |

| | |витой пары – | |

| | |260 рабочих | |

| | |станций на | |

| | |концентратор | |

Практическая часть.

Реализация в реально действующем проекте ЛВС крупной организации.

(Название является коммерческой тайной, и поэтому скрыто. Также сохранена

нумерация пунктов оригинального документа. Параграф 1 содержал общие

описания и вводную часть.)

2.1. Создаваемая система должна обеспечивать среду передачи данных

между вычислительными комплексами, расположенными в здании М РК , и

выполнять базовые функции по разделению их ресурсов, а также обеспечивать

коллективный доступ к сети передачи геолого-геофизических данных

Министерства геологии и охраны недр Республики Казахстан.

Целью создания системы является комплексная автоматизация

информационных технологий в учреждениях М РК и создание государственной

информационно-коммуникационной инфраструктуры для всех видов

недропользования Республики Казахстан, совершенствование информационного

обслуживания специалистов отрасли и вывод ее на мировой уровень на базе

использования современных средств обработки, хранения, поиска и передачи

информации.

2.2. Автоматизации подлежат:

1) организация коллективного доступа к информации, в том числе в

составе геоинформационных систем (ГИС) и проблемных баз данных;

2) распределенное хранение информации в местах ее формирования;

3) организация безопасного использования информации, в том числе

защита от несанкционированного доступа и резервирование;

4) сбор, передача информации и удаленный доступ к ней, репликация и

синхронизация баз и банков данных;

5) формирование информационных ресурсов и ввод информации;

6) создание приложений (прикладных программных комплексов и

компонент) для автоматизаци информационных технологий и взаимодействия с

потребителями информации;

7) обеспечение среды поддержки принятия решений и коллективной

деятельности;

8) офисная деятельность и делопроизводство.

Система предусматривает возможность дальнейшего вхождения в СПГД с

сохранением архитектур и технологий обработки информации, в том числе для

обеспечения коммерческого доступа к информации для предприятий, не входящих

в структуру М РК. На этапе включения в СПГД так же должно быть обеспечено

подключение системы к сети передачи данных общего пользования для

организации доступа к информационным ресурсам как в странах СНГ, так и за

рубежом.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ

Структура системы

3.1.1. Система объединяет следующие учреждения М РК и их

подразделения:

1) аппарат М РК;

2) главное управление минеральных ресурсов (ГУМР);

3) государственный комитет запасов (ГКЗ);

4) зарубежные филиалы и отделение компьютерных информационных

технологий

5) редакция журнала "Минеральные ресурсы Казахстана".

Подразделения учреждений, являющихся пользователями системы,

организованы по административной подчиненности, по видам обрабатываемых

документов и по тематике информационного обслуживания.

По тематике обслуживания используется геолого-геофизическая,

экономическая, финансовая, бухгалтерская информация, информация по кадрам и

т.д. Структура информационных потоков и их объемы приведены в приложении 2.

Организационная структура системы представлена четырьмя уровнями:

первый уровень - аппарат

второй уровень - ГУМР, ГКЗ, КазИМС, редакция журнала "Минеральные

ресурсы Казахстана".

третий уровень - отделы ГУМР;

четвертый уровень - группы в отделах ГУМР.

Структурная схема информационного взаимоотношения подразделений

приведена в приложении 3.

Информационные ресурсы

3.2.1. Основу информационных технологий М РК составляют

Геоинформационные системы, системы обработки и интерпретации результатов

геологической разведки и проблемные базы данных.

3.2.2. Информационные ресурсы М РК представляют совокупность

информации, заключенной в фонде геологических отчетов, а так же в базах и

банках данных геолого-геофизической информации, создаваемых за счет

государственного бюджета.

3.2.3. Основу информационного ресурса М РК составляет центральная

база данных "Недра", пользователями которой, кроме предприятий отрасли,

должны являться предприятия смежных отраслей, и базы данных геологической

информации, перечень которых приведен в табл. 1, информацию из которых

также должны использовать потребители смежных отраслей.

Таблица 6

|№ |Название базы данных |Подразделение |Объем |Примечание |

|Управление и делопроизводство |

|1 |Управленческая информация |Управление |5 Мб |не |

| |М (включая 7 форму) |делопроизводства и | |существует |

| | |т.д. | | |

|2 |Штатные расписания и сметы|Управление |1 Мб |не |

| | |делопроизводства и | |существует |

| | |т.д. | | |

|3 |Кадры |Управление |5 Мб |не |

| | |делопроизводства и | |существует |

| | |т.д. | | |

|4 |Пообъектные планы |Управление твердых |2 Мб |Наполнение |

| | |полезных ископаемых | | |

|Поддержка принятия решений |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8