3. Топологии локальных сетей. Выбор топологии сети
Компьютеры и другие компоненты локальной сети могут соединяться между собой различными способами. Используемая схема физического расположения сетевых компонентов называется топологией (Topology). Топология сети определяется геометрической фигурой, образованной линиями связи между компьютерами, или физическим расположением по отношению друг к другу компьютеров, связанных между собой. Топология сети может служить одной из характеристик для сравнения и классификации различных компьютерных сетей.
Существуют три основные топологии построения локальной сети:
В сети с топологией «звезда» все компьютеры соединены с центральным компьютером, или (hub – центр). Все данные поступают на центральный узел, который передает их получателю непосредственно. В этой топологии отсутствуют прямые связи между компьютерами сети. Передача всей информации происходит только через хаб (центральный компьютер). В качестве хаба может использоваться специальное устройство – концентратор, представляющий собой многопортовый репитер (repeater – повторитель). Основная функция репитера – получив данные на одном из портов, немедленно перенаправить их на другие порты.
Организация сети с топологией «звезда» проста и эффективна. При обрыве одного из кабелей, соединяющего отдельный компьютер сети с хабом, связь между остальными компьютерами, включенными по данной схеме, останется работоспособной. Если же из строя будет выведен сам центральный компьютер, то передача данных между компьютерами такой сети будет невозможна.
Достоинства звездообразной топологии:
– нарушение соединения в одном месте, кроме центрального узла, не прерывает работы локальной сети;
– при подключении большого количества компьютеров не происходит снижения производительности;
– безопасность информации обеспечивается на высоком уровне, так как компьютеры не получают чужих данных.
Недостатки звездообразной топологии:
– большой расход соединительного кабеля;
– поломка центрального узла приводит к неработоспособности всей сети;
– наращивание сети сопряжено с большими финансовыми затратами.
В топологии типа «кольцо» отсутствуют концевые точки соединения, т.е. сеть получается замкнутой в неразрывное кольцо.
В сети, построенной по кольцевой топологии, данные передаются в одном направлении от одного компьютера «кольца» к другому. Компьютер не передает информацию, пока не получит специальный маркер.
Достоинства кольцевой топологии:
– при подключении большого количества компьютеров происходит лишь незначительное снижение производительности.
Недостатки кольцевой топологии:
– нарушение соединения в одном месте приводит к прекращению работы всей локальной сети;
– безопасность информации обеспечивается не на очень высоком уровне: данные, посланные одним компьютером сети другому, могут быть легко перехвачены любым из компьютеров сети, которому они не предназначены, что может нарушить конфиденциальность передаваемой информации.
Топология «шина» использует для передачи данных один общий канал связи (чаще всего выполненный на основе коаксиального кабеля), к которому подключаются все компьютеры локальной сети.
Работа в сети с топологией «шина» осуществляется следующим образом. Когда один из компьютеров локальной сети с шинной топологией отправляет данные, они передаются по кабелю в обоих направлениях и принимаются всеми без исключения компьютерами, но использует их только тот из них, кому они были предназначены. Данные в сети с топологией «шина» могут следовать в любом направлении одновременно. На противоположных концах шины устанавливаются специальные заглушки – терминаторы.
Достоинства шинной топологии:
– легкость наращивания сети;
– не очень высокая стоимость оборудования.
Недостатки шинной топологии:
– нарушение соединения в одном месте приводит к неработоспособности всей локальной сети;
– при подключении большого количества компьютеров к одной шине происходит резкое снижение производительности;
– безопасность информации обеспечивается не на высоком уровне
Рассмотрев топологии локальных сетей я выбрала топологию-звезда. Из-за достоинств этой топологии. Рассмотрим данную топологию подробней. Звезда – это наиболее распространенная в России и Европе топология. Звезда имеет центральный блок – концентратор (hub) или коммутатор (switch). Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почте сети RelCom. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети.
Структура топологии ЛВС в виде «звезды»
Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии.
При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети.
Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях.
Центральный узел управления – сервер реализует оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра. Но есть и недостаток: если центральный компонент выйдет из строя – остановится вся сеть. А если выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором (коммутатором)), то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры по сети этот сбой не повлияет.
3. ВЫБОР ТОПОЛОГИИ И КОМПОНЕНТОВ ЛВС.
3.1. Выбор топологии ЛВС, конечных устройств, типов кабелей и информационных розеток.
• Топология ЛВС — смешанная. Коммутаторы 3 уровня соединены между собой “кольцом”, а коммутаторы 2 уровня и конечные устройства образуют древовидную структуру. Такой тип топологии позволяет легко подключать новый ПК и имеет возможность централизованного управления. Также при данном типе топологии сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК, в отличие от топологии “кольцо”. Рис. 29 — пример топологии • Конечные устройства. В сети находятся 254 ПК, 50 периферийных устройств. Вся сеть разбита на множество подсетей для каждого подразделения. • Типы кабелей. Выбраны кабели типа “витая пара” и оптоволоконные кабели. Кабели типа “витая пара” славятся простотой монтажа, универсальностью и широким применением и низкой стоимостью, в то время как оптоволоконные кабели обладают высокой пропускной способностью, высокой скоростью и повышенной безопасностью. Такая
комбинация кабелей обеспечивает невысокие затраты и быструю и качественную передачу данных. Оптоволоконные кабели используются для связывания компонентов ЛВС, находящихся в разных зданиях. Способ прокладки — по воздуху Производитель кабелей витая пара: DEXP Производитель оптоволоконных кабелей: NetLink В организации реализован скрытый тип прокладки кабелей. • Информационные розетки. Производитель: SE Blanca, 1-портовая 3.2. Выбор монтажного, коммутационного оборудования и остальных компонентов ЛВС. • Кабель-каналы. Производитель: Промрукав, 25х16 мм. Размеры кабель- каналов подобраны так, чтобы в них поместились все кабели. То есть необходимо посчитать максимальное количество кабелей в помещении и умножить на диаметр кабеля. • Гофротрубы. Производитель: Промрукав, 200 мм. Для реализации межэтажных переходов необходимо использовать гофротрубы, по которым проходят кабели. Также гофротрубы используются для соединения между корпусами, по которым проходит оптоволокно. • Стойки. Производитель: ЦМО, 620х800 мм, 24 юнита • Монтажные шкафы. Производитель: ЦМО, 600х930х520 мм, 18 юнитов Размеры монтажных шкафов и стоек подобраны так, чтобы в них поместилось необходимое оборудование. Высота шкафов и стоек измеряется в юнитах. • Коммутатор 2 уровня. Производитель: D-Link, 48 портов. Данный коммутатор имеет расширенные функции управления и безопасности,
обеспечивая высокую производительность и масштабирование сети. Также поддерживает интерфейс командной строки (CLI) через Telnet. • Коммутатор 3 уровня. Выбран коммутатор 3 уровня Cisco SB SG350X-48- K9-EU. Коммутаторы Cisco Small Business — это линейка устройств фиксированной конфигурации и форм-фактора 1U, предназначены для корпоративных сетей, центров обработки данных и малого бизнеса. • Маршрутизатор . ESR-12V. Сервисный маршрутизатор ESR-12V — предназначен для использования в корпоративных сетях связи с целью подключения небольших и средних офисов компаний. Функциональность межсетевого экрана и маршрутизатора позволяет обеспечить безопасность при различных вариантах подключения через сеть Интернет. • Серверное оборудование. Производитель: Lenovo. Высокопроизводительный и легко масштабируемый сервер для центров обработки данных. Находится в серверной. Основной функцией серверов является централизованное управление доступом к информации. Все сервера находятся в 4-ом корпусе, чтобы обеспечить непосредственно централизованное управление. • SFP-модули. Производитель: Cisco, располагаются в монтажных шкафах. Для соединения оптоволоконных кабелей и коммутаторов 3 уровня следует использовать SFP-моудли. • Патч-панели. Производитель: Lanmaster, 24 порта, располагаются в монтажных шкафах. • Выбор патч-кордов. Патч-корд – это электрический или оптоволоконный кабель, который служит для подключения или соединения между собой элект риче ских уст ройств. Обе стороны кабеля обжимают ся соединительными разъемами (коннекторами). Каждый проводник в патч- корде состоит из нескольких медных жил, т.е. является многожильным.
Многожильный кабель допускается многократно изгибать и скручивать. Его применяют для соединений, где предполагается наличие движения. Выбраны патч-корды компании Telecom. • Источники бесперебойного питания. Производитель: IPPON Характеристики: — Активная мощность — 1200 Вт — Полная мощность — 2200 ВА — Время батарейное поддержки — 1 мин Находится в каждом корпусе.