Администрирование_в_информационных_системах_Беленькая_М_Н_

со стандартными разъемами RJ-45, хотя выглядят по-другому и имеют контакт-датчик, встроенный в защитный колпачок разъема шнура. Он соединен с AMPTRACпроводником, так называемым 9-м проводом в четырехпарном кабеле. Контакт-датчик на каждом конце коммутационного кабеля разработан так, чтобы обеспечить легкость контакта с сенсорной площадкой. Цепь замыкается при подсоединении коммутационного кабеля.

Аналогично AMPTRAC-оптово- локонные кабели (рис. 3.10) совместимы со стандартными МТ-RJ, LC- и SC-оптоволоконными разъемами. AMPTRACпровод является составной частью оптоволоконных кабелей, датчики расположены на разъемах оптоволоконных кабелей. Замыкание цепи также происходит при присоединении патчкорда.

Кабели ввода-вывода (I/O cables). Кабели ввода-вывода (рис. 3.11) обеспечивают подключение сенсорных площадок к анализатору и различаются по типам разъемов и патчпанелей.

Сенсорное перо. Для анализа сенсорных панелей и коммутационных шнуров используется сенсорное перо (рис. 3.12). С его помощью администратор системы может опознать соединение, проверить сенсорные панели, идентифицировать порт. Перо подключается к разъему RJ-11 анализатора, расположенному на его лицевой панели. Касание пера к какойлибо сенсорной площадке при удерживании кнопки на пере

Рис. 3.11. Кабели ввода-вывода

Рис. 3.12. Сенсорные ленты и Сенсорное перо

отобразит идентификатор (ID) порта. Для сенсорных площадок с подсоединенным патч-кордом порты на обоих концах коммутационного кабеля будут идентифицированы на дисплее анализатора.

Сенсорные ленты. Специальные сенсорные ленты используются для большинства стандартного сетевого оборудования и компонент структурированных кабельных систем, т. е. для коммутационных панелей, маршрутизаторов и коммутаторов (рис. 3.12). AMPTRAC-совместимые коммутационные панели имеют сенсорную ленту, встроенную в панель.

Коммутационные панели — AMP NETCONNECT патчпанели. В состав системы входят оптические панели со встроенными контактными датчиками-сенсорами и электрические коммутационные панели двух видов:

—AMPTRAC-панели со встроенными сенсорами;

—AMPTRAC Ready-панели, не имеющие датчиков, но подготовленные для простой и быстрой их установки.

Доукомплектование панелей AMPTRAC Ready выполняется защелкиванием специальной накладки с датчиками и разъемом для подключения к анализатору. Решение AMPTRAC Ready позволяет построить кабельную систему, готовую к простой и быстрой надстройке «интеллектуальной» части. Для модернизации ранее установленных панелей предназначен специальный набор (upgrade kit). В его состав входят гибкие сенсорные полосы с клейкой основой, специальные накладки для их защиты и маркировки, скоба для фиксации разъема сенсорной полосы и распорка для прохода полосы между панелью и стойкой.

Программное обеспечение AMPTRAC Infrastructure Manager (IM). Программное обеспечение iTRACS IM разработано специально для работы с аппаратными средствами управления AMPTRAC. Вместе они создают автоматическую систему управления кабельной системой физического уровня протоколов OSI, работающую в реальном масштабе времени. Эта комплексная система реагирует на изменения в соединениях кабельной системы и фиксирует состояние кабельной системы и ее устройств в соответствии с документацией. Такая автоматизация деятельности системного администратора упрощает процедуру контроля соединения и обеспечивает своевременное и точное уведомление о завершении работы. При помощи программного обеспечения создаются отчеты по эксплуатации системы: о состоянии всех портов патч-панелей, о несанкционированных или санкционированных изменениях системы в текущий момент.

В частности iTRACS IM позволяет осуществить:

—мониторинг в реальном масштабе времени кабельной системы и автоматизацию процесса обнаружения, документирования и управления соединениями и устройствами сети на физическом уровне протоколов OSI;

—автоматическое обновление поддерживаемой базы данных при обнаружении любых изменений;

—создание записи в журнале изменений системы (log) для каждого обнаруженного изменения соединений;

—оперативное сообщение об авторизованных и неавторизованных изменениях;

—автоматизированный процесс заданий на необходимые работы для группы администратора в зависимости от функции сетевого администратора, технического специалиста по сопровождению системы;

—удаленный доступ для работы с программным продуктом через соответствующие средства, например программный продукт Telnet;

—функции защиты от несанкционированного доступа, которые позволяют отличать авторизованные изменения от неавторизованных и выдавать заранее определенные сообщения через электронную почту;

—выдачу подробных отчетов об использовании кабелей и портов для системных администраторов.

Администратор системы может использовать аналогичные программно-аппаратные комплексы для систем с комплексными сетями передачи данных, голосовых и видеосообщений, а также для таких требовательных к времени простоев приложений, как системы для финансовых учреждений, страховых компаний, центров обработки данных, государственных и оборонных предприятий, где требуются повышенные меры обеспечения безопасности, аэропортов, медицинских центров.

Ее применение снижает затраты на управление ИС за счет минимизации времени простоя в сети, уменьшения нагрузки на персонал и упрощения шагов по добавлению и изменению процессов, автоматизации управления физическим уровнем.

Дополнительная информация

1.www.ampnetconnect.com

2.www.corning.com

3.www.alcatel-lucent.com

4.www.siemon.com

5.www.eia.org

6.www.tiaonline.org

Контрольные вопросы

1.Что такое ограниченная среда передачи данных?

2.Чем отличается витая пара типа UTP от STP?

3.Каковы основные характеристики витой пары категории 6?

4.Что такое одномодовые кабели и когда они применяются?

5.Какой разъем применяется в современной сетевой аппаратуре для подключения оптоволоконных кабелей?

6.Каким образом администратор системы должен учитывать требования пожарной безопасности при реализации кабельной системы здания?

7.Перечислите основные подсистемы кабельной системы здания.

8.Что определяют стандарты EIA/TIA 568, 569, 606 и 607?

9.Почему администратор системы должен перед инсталляцией системы выяснить наличие MDI-X портов сетевого оборудования?

10.Приведите пример маркировки кабеля или порта патчпанели администратором системы.

11.Каковы функции системы управления кабельной системой?

Глава 4

АДМИНИСТРИРОВАНИЕ СЕТЕВЫХ СИСТЕМ

Администрирование сетевых систем — это одна из самых востребованных и сложных задач служб АС. В этой главе даны определения и термины, используемые в сетевых системах, рассматриваются функции, построение и алгоритмы работы мостов, коммутаторов, маршрутизаторов и шлюзов, излагаются различные аспекты использования этих устройств и их администрирования.

После решения проблемы объединения отдельных компьютеров в сети (80-е гг. ХХ в.) возникла необходимость соединять сети компьютеров между собой. Это соединение осуществляется при помощи коммутаторов, маршрутизаторов и других специальных устройств. Возник термин «сегмент сети». Сегмент сети — это часть сети, которая не содержит соединяющих устройств [62]. Устройства, соединяющие сегменты одной большой сети, подразделяются на виды в зависимости от функционального уровня OSI, на котором они работают. Так, на первом уровне (Physical) работают усилители/репитеры/хабы, на втором (Data Link) — мосты/коммутаторы, на третьем (Network) — маршрутизаторы (роутеры), на всех уровнях работают шлюзы [62].

4.1.Вопросы внедрения мостов

èкоммутаторов. Управление коммутаторами

4.1.1.Хабы, мосты, коммутаторы, шлюзы

Сигнал, проходя по кабельной системе, искажается под действием различных помех и затухает, из-за чего ограничивается дальность передачи данных. Поэтому в сетях применяют устройства, предназначенные для усиления сигнала и восстановления его формы. Такое устройство называется хаб (hub).

Хаб не проводит анализа информации. Он на короткое время запоминает значения сигнала «0» или «1», соответствующим образом их регенерирует, усиливает и отправляет во все присоединенные сегменты сети. Эти функции должны выполняться на пути от источника до получателя столько раз, сколько необходимо для обеспечения требуемого качества передачи. На практике, ввиду ограничения числа сегментов сети число хабов ограничивается. Например, в версиях 10Base Ethernet на коаксиальном кабеле число хабов не должно превышать четырех (5 сегментов сети).

Если сеть обслуживает трафик большого объема, то ее целесообразно разделить на сегменты, в которых компьютеры чаще всего работают между собой. Для этого применяют мосты. Мост—устройство, разделяющее сети на сегменты. Он пересылает информацию (фрейм) не всем устройствам сети, а только в тот сегмент, в котором находится получатель. Мосты работают с физическими адресами станций на канальном уровне протоколов OSI. В отличие от хаба мост может разрешать доступ к физическим устройствам либо запрещать его, т. е., способен регулировать трафик.

Мост передает фреймы из одного сегмента к получателям, находящимся в других сегментах. Когда включается питание и мост начинает функционирование, он изучает МАС-адреса поступающих фреймов и строит таблицу адресов известных ему получателей. Если мост определяет, что получатель фрейма находится в том же сегменте, где и его отправитель, то фрейм отбрасывается, поскольку в его передаче нет необходимости. Если мост определяет, что получатель находится в другом сегменте, то фрейм передается только в этот сегмент. Если же сегмент пункта назначения неизвестен, то мост передает фрейм во все сегменты, кроме того, в котором находится отправитель.

Работая в сегменте 1 (рис. 4.1), мост получает все фреймы этого сегмента, игнорирует фреймы, адресованные станциям сегмента 1, а фреймы, адресованные станциям сегмента 2, передает на соответствующий порт.

Существует три типа протоколов маршрутизации мостов [36, 45]: TR или STA (transparent — прозрачный или обучающийся) использует алгоритм STA (Spanning Tree Algorithm), который применяется, например, во всех версиях коммутируемого Ethernet.

Рис. 4.1. Сетевая структура из четырех сегментов и двух мостов М1 и М2

SR (source routing — маршрутизация от источника) — информация о маршруте содержится в каждом передаваемом кадре; используется в сети Token Ring IBM.

SRT (source routing transparent) — комбинация двух перечисленных типов.

Мосты с маршрутизацией по протоколу TR или STA (в дальнейшем будем их называть TRили STA-мостами) не требуют какого-то начального программирования при включении (инициализации), т. е., каких-либо специальных действий администратора системы не требуется. Мосты анализируют трафик и «выучивают» принадлежность адресов устройств к сегментам сети (каждый порт ассоциируется с одним сегментом). Такой мост создает динамическую базу данных адресов устройств и определяет, передать или удалить кадр в зависимости от адреса получателя. Обычно эти мосты применяются в сетях, имеющих топологию «звезда»: центральный мост и лучи звезды, каждый из которых представляет собой дерево мостов. Такое объединение называют иначе collapsed backbone [60]. Протокол называется прозрачным, так как он прозрачен для станций сети (каждая станция может связываться с любой другой как в одном большом сегменте, не думая о маршруте) и, с другой стороны, прозрачен для протоколов, начиная с сетевого уровня и выше.

Мосты с маршрутизацией от источника SR применяются для соединения колец Token Ring и FDDI. Мосты объединяются в кольцо (рис. 4.2), а к каждому мосту в свою очередь присоединяется еще кольцо станций. Такое объединение называют token backbone [60]. Отправитель помещает в каждый

Рис. 4.2. Объединение кольцевых сегментов с помощью SR-мостов

посылаемый фрейм всю адресную информацию о промежуточных мостах и кольцах, которые должен пройти фрейм, перед тем как попасть в кольцо, к которому подключена станцияполучатель. Для задания маршрута мосты и кольца имеют идентификаторы.

При продвижении кадров SR-мосты используют информацию из соответствующих полей фрейма данных. Для работы алгоритма маршрутизации от источника применяют два дополнительных типа фрейма: одномаршрутный фреймисследователь SRBF (Single-Route Broadcast Frame) и многомаршрутный фрейм-исследователь ARBF (All-Route Broadcast Frame). Администратор системы конфигурирует SR-мосты так, чтобы передавать фреймы ARBF на все остальные порты, кроме порта-источника, а для фреймов SRBF некоторые порты мостов нужно заблокировать, чтобы в сети не было петель. Фрейм-исследователь SRBF посылается станциейотправителем, если станция-получатель находится в другом кольце и неизвестно, через какие мосты и кольца пролегает путь до этой станции. SRBF, распространяясь по всем кольцам сети, доходит до станции-получателя. В ответ станцияполучатель отправляет многомаршрутный широковещательный фрейм-исследователь ARBF. Этот фрейм передается мостами через все порты. Станция-отправитель получает в общем

случае несколько фреймов-ответов, прошедших по всем возможным маршрутам составной сети, и выбирает наилучший маршрут (обычно по количеству пересечений промежуточных мостов). Следует отметить, что SR-мосты используются только в сетях IBM.

SRT-мосты работают как TR, если во фрейме нет маршрутизирующей информации, и как SR — если такая информация есть.

Мосты — это быстродействующие и дешевые устройства. В целях обеспечения прозрачности они передают весь общий служебный (broadcast, multicast) трафик во все сегменты сети. Но при работе с сегментами с разными скоростями передачи данных, мосты становятся узким местом, так как управление скоростью в мостах не предусмотрено. Мосты применяются только в небольших сетях (до 50 пользователей).

Коммутатор (switch) — это мультипортовый мост [45]. Он обеспечивает передачу фреймов (ячеек в сети АТМ) от станции к станции в режиме точка-точка (point to point). При этом станции в сети работают параллельно, т. е. передача может вестись одновременно между всеми парами портов. Коммутация осуществляется по физическим адресам устройств (MACадресам). При этом с помощью специальных протоколов третьего уровня OSI выполняется множество функций управления сетевым трафиком.

Существует два типа коммутации [36, 45]:

буферная коммутация (store and forward); фрейм задерживается в буфере до окончания его полной передачи и только после этого транслируется дальше. Если скорость передачи фреймов коммутатору превышает максимальную скорость их обработки, буфер может переполниться, и продолжающие приходить фреймы будут отбрасываться.

обрезная, или сквозная, коммутация (cut-through); коммутаторы, использующие этот тип коммутации, называются сквозными, они начинают транслировать фрейм в выходной порт сразу по получении заголовка, не дожидаясь окончания приема фрейма.

Системный модуль коммутатора поддерживает общую адресную таблицу. Каждый порт имеет свой процессор фреймов. При поступлении фрейма в один из портов его процессор отправляет в буфер несколько первых байтов или весь фрейм,