ЗМІСТ

ВСТУП			4
1	ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ		5
2	ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА 2.1 Диагностика локальных сетей 2.2

ВСТУП

Тестування і діагностика є необхідним аспектом при розробці й обслуговуванні обчислювальних мереж. Виходячи із цього, у даній роботі проведений огляд пропонованих засобів провідної компанії на ринку пристроїв контролю й діагностики локальних мереж Fluke Networks.

Програмні й апаратні рішення для аналізу й моніторингу LAN/WAN мереж надають повну інформацію про роботу всієї мережі, усунення несправностей і превентивного керування. Портативні аналізатори дозволяють мережним фахівцям і інженерам одержувати докладні дані про роботу локальних, бездротових, віртуальних і глобальних мереж. Повна серія портативних тестерів мережі дозволяє передовим фахівцям швидко усувати проблеми в лінії, кабелях і з'єднанні, крім подальшої ескалації проблеми.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ

2 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

Діагностування комп’ютерних мереж

2.2 Інструменти діагностики

Ключовою функцією інструменту діагностики є забезпечення візуального представлення реального стану мережі. Традиційно поставляються виробниками інструменти візуалізації приблизно відповідають рівням моделі OSI.

Почнемо розгляд з фізичного рівня . Для вирiшення проблем на цьому рівні , а також в електричних або оптичних середовищах передачі даних призначені кабельні тестери і такі спеціалізовані інструменти, такі як тимчасові рефлектометри ( Time Domain Reflectometers , TDRs ) . За більш ніж 15 років інтенсивного розвитку корпоративних локальних мереж у відповідь на потреби професійних мережевих інтеграторів в кабельних тестерах реалізовано безліч функцій , наприклад виконання автоматизованих тестових послідовностей з можливістю друку сертифікаційних документів на підставі результатів тестування. Хоча мережі Ethernet з пропускною здатністю 10 Мбіт / с допускають деякі вільності відносно якості їх прокладки , технології 100BaseT і Gigabit Ethernet з мідним кабелем набагато вередливими . Як наслідок , сучасні кабельні тестери досить складні.

У число лідируючих постачальників кабельних тестерів входять компанії Fluke Networks , Microtest , Agilent , Acterna (колишня назва WWG ) і Datacom Textron .

Для діагностики проблем на фізичному рівні можна використовувати такі засоби:

1 ) Роз'єм - заглушку ( Hardware loopback ) - це роз'єм , який замикає вихідну лінію на вхідну , що дозволяє комп'ютеру передавати дані самому собі . Роз'єм - заглушка використовується при діагностиці обладнання.

2 ) Розширений тестер кабелю ( Advanced cable tester ; Cable tester ) - спеціальний засіб дозволяє вести моніторинг трафіку мережі і окремого комп'ютера і виявляти певні види помилок , несправний кабель або мережеву плату.

3 ) Рефлектометр (Time - domain reflectometer ) - пристрій, призначений для виявлення дефектів у кабельних лініях локаційним ( рефлектометричним ) методом . Рефлектометр посилає по кабелю короткі імпульси і виявляє і класифікує розриви , короткі замикання та інші дефекти , також вимірює довжину кабелю і його хвильовий опір і видає результати на екран.

4 ) Тоновий генератор ( Tone generator ) - прилад, що генерує в кабелі змінний або безперервний тоновий сигнал , по якому тоновий визначник перевіряє цілісність і якість кабелю. Тоновий визначник - прилад, який визначає цілісність і якість кабелю , на основі аналізу сигналів , що випускаються тоновим генератором.

5 ) Цифровий вольтметр ( Digital voltmeter ) - електронний вимірювальний пристрій загального призначення . Вольтметр дозволяє вимірювати напругу струму, що проходить через резистор , і визначати цілісність мережевих кабелів.

Для вирішення проблем канального , мережевого і транспортного рівнів традиційним інструментом , який використовується мережевими адміністраторами , є аналізатори протоколів ( Protocol analyzer ) . Ці кошти займаються збором статистики про роботу мережі і визначенням частоти помилок і дозволяють відстежувати і записувати стану об'єктів мережі . Часто мають у своєму складі вбудований рефлектометр .

Недорогі аналізатори зазвичай створюються на основі серійно випускаються портативних ПК з використанням стандартних мережевих карт з підтримкою режиму прийому всіх пакетів. Основний недолік аналізаторів протоколів , полягає в тому , деякі види неполадок на канальному рівні для них залишаються невидимими. Крім того , вони не дозволяють виявити проблеми фізичного рівня в електричних або оптичних кабелях. Разом з тим , з часом в аналізаторах протоколів з'явилася можливість дослідження неполадок прикладного рівня , включаючи транзакції баз даних.

У число лідируючих постачальників аналізаторів протоколів локальних мереж входять Network Associates / Sniffer Technologies , Shomiti , Acterna (колишня назва WWG ) , Agilent , GN Nettest , WildPackets і Network Instruments

Третім основним діагностичним інструментом поряд з кабельними тестерами і аналізаторами протоколів є зонд або монітор . Монітор мережі (Network monitor ) - програмно- апаратний пристрій, який відстежує мережевий трафік і перевіряє пакети на рівні кадрів , збирає інформацію про типах пакетів і помилках.

 Ці пристрої зазвичай підключаються до мережі на постійній основі , а не тільки у випадку виникнення проблеми та функціонують у відповідності зі специфікаціями віддаленого моніторингу RMON і RMON II . Протокол RMON описує метод збору статистичної інформації про інтенсивність трафіку , помилках , а також про основні джерела і споживачах трафіку. Дані RMON відносяться в першу чергу до канального рівня , тоді як у стандарті RMON II додана підтримка рівнів з третього по сьомий. У протоколі RMON II передбачена можливість збору пакетів або кадрів із збереженням їх в буфер - функція, яка використовується на першому етапі аналізу протоколів. З іншого боку , практично будь-який сучасний аналізатор протоколів збирає більше статистичної інформації , ніж зонд RMON .

Між функціями аналізаторів протоколів і зондами RMON не можна провести чітку межу . Виробники аналізаторів зазвичай рекомендують встановлювати агенти моніторингу та збору даних по всій великій мережі , користувачі ж прагнуть до того , щоб ці розподілені агенти були сумісні з міжнародним стандартом RMON , а не з власним форматом аналізатора . До теперішнього часу постачальники зондів RMON раніше продовжують розробляти свої власні протоколи для програмного забезпечення декодування і експертного аналізу , однак інструменти моніторингу та збору даних , по всій ймовірності , будуть об'єднуватися. З іншого боку постачальники аналізаторів протоколів вважають , що їх програмне забезпечення не призначене для вирішення специфічних завдань RMON , таких , як аналіз трафіку і складання звітів про продуктивність додатків.

Лідируючими постачальниками пристроїв RMON є NetScout , Agilent , 3Com і Nortel . Крім того , виробники комутаторів Ethernet вбудовують підтримку основних функцій RMON в кожен порт. Можна очікувати , що в сучасних умовах найбільш ефективним засобом моніторингу комутованій мережі буде використання наявних на кожному порте вбудованих агентів mini - RMON і доповнення їх можливостей системою з повною реалізацією функцій RMON II або аналізатором протоколів з ​​експертним аналізом.

Ще одним інструментом діагностики є інтегровані діагностичні засоби . Виробники діагностичного обладнання об'єднали функції всіх перерахованих традиційних інструментів в портативних пристроях для виявлення поширених несправностей на декількох рівнях OSI. Наприклад , деякі з цих пристроїв здійснюють перевірку основних параметрів кабелю , відстежують кількість помилок на рівні Ethernet , виявляють дубльовані IP- адреси , здійснюють пошук і підключення до серверів Novell NetWare , а також відображають розподіл в сегменті протоколів третього рівня.

У число лідируючих постачальників інтегрованих діагностичних інструментів входять Fluke Networks , Datacom Textron , Agilent і Microtest . Компанія Fluke кілька років тому представила продукт OptiView Pro , в якому всі компоненти для повномасштабної семиуровневой діагностики об'єднані в єдиному портативному пристрої. Фактично Optiview Pro являє собою ПК під управлінням ОС Windows з роз'ємами під плати розширення , де на додаток до вбудованого аналізатору протоколів власної розробки компанії можна встановити інший аналізатор .

Серед програмних засобів діагностики комп'ютерних мереж , можна виділити спеціальні системи управління мережею ( Network Management Systems ) - централізовані програмні системи , які збирають дані про стан вузлів і комунікаційних пристроїв мережі , а також дані про трафік , циркулюючому в мережі. Ці системи не тільки здійснюють моніторинг і аналіз мережі , а й виконують в автоматичному чи напівавтоматичному режимі дії з управління мережею - включення і відключення портів пристроїв , зміна параметрів мостів адресних таблиць мостів , комутаторів і маршрутизаторів і т.п. Прикладами систем управління можуть служити популярні системи HPOpenView , SunNetManager , IBMNetView .

Засоби керування системою ( System Management ) виконують функції , аналогічні функціям систем управління , але по відношенню до комунікаційного обладнання. Разом з тим , деякі функції цих двох видів систем управління можуть дублюватися , наприклад , засоби управління системою можуть виконувати найпростіший аналіз мережевого трафіку.

Експертні системи . Цей вид систем акумулює людські знання про виявлення причин аномальної роботи мереж і можливі способи приведення мережі в працездатний стан . Експертні системи часто реалізуються у вигляді окремих підсистем різних засобів моніторингу та аналізу мереж : систем управління мережами , аналізаторів протоколів , мережевих аналізаторів . Найпростішим варіантом експертної системи є контекстно -залежна help -система . Більш складні експертні системи являють собою так звані бази знань , що володіють елементами штучного інтелекту . Прикладом такої системи є експертна система , вбудована в систему управління Spectrum компанії Cabletron

3.2 Обладнання для діагностики

До устаткування даного класу відносяться мережеві аналізатори, кабельні сканери і тестери .

3.2.1 Мережеві аналізатори

Мережеві аналізатори являють собою еталонні вимірювальні інструменти для діагностики та сертифікації кабелів і кабельних систем . Як приклад можна привести мережеві аналізатори компанії Hewlett Packard - HP 4195A і HP 8510C .

Мережеві аналізатори містять високоточний частотний генератор і узкополосний приймач. Передаючи сигнали різних частот в передавальну пару і вимірюючи сигнал в приймальні парі , можна виміряти згасання і NEXT . Мережеві аналізатори - це прецизійні великогабаритні і дорогі (вартістю більше $ 20 000 ) прилади, призначені для використання в лабораторних умовах спеціально навченим технічним персоналом .

3.2.2 Кабельні сканери

Дані прилади дозволяють визначити довжину кабелю , NEXT , загасання , імпеданс , схему розводки , рівень електричних шумів і провести оцінку отриманих результатів . Ціна на ці прилади варіюється від $ 1'000 до $ 3'000 . Існує досить багато пристроїв даного класу , наприклад , сканери компаній MicrotestInc . , FlukeCorp . , Datacom TechnologiesInc . , Scope CommunicationInc . На відміну від мережевих аналізаторів сканери можуть бути використані не тільки спеціально навченим технічним персоналом , але навіть адміністраторами - новачками.

Для визначення місця розташування несправності кабельної системи ( обриву , короткого замикання , неправильно встановленого роз'єму і т.д. ) використовується метод " кабельного радара " , або Time Domain Reflectometry ( TDR ) . Суть цього методу полягає в тому , що сканер випромінює в кабель короткий електричний імпульс і вимірює час затримки до приходу відбитого сигналу. За полярності відбитого імпульсу визначається характер пошкодження кабелю (коротке замикання або обрив) . У правильно встановленому і підключеному кабелі відбитий імпульс зовсім відсутня.

Точність вимірювання відстані залежить від того , наскільки точно відома швидкість розповсюдження електромагнітних хвиль у кабелі . У різних кабелях вона буде різною . Швидкість поширення електромагнітних хвиль у кабелі (NVP - nominal velocity of propagation ) зазвичай задається у відсотках до швидкості світла у вакуумі. Сучасні сканери містять в собі електронну таблицю даних про NVP для всіх основних типів кабелів і дозволяють користувачеві встановлювати ці параметри самостійно після попередньої калібрування .

Найбільш відомими виробниками компактних кабельних сканерів є компанії MicrotestInc . , WaveTekCorp . , Scope Communication Inc .

4.2.3 Тестери кабельних систем

Тестери кабельних систем - найбільш прості і дешеві прилади для діагностики кабелю . Вони дозволяють визначити безперервність кабелю , однак , на відміну від кабельних сканерів , не дають відповіді на питання про те, в якому місці стався збій.

Існують цілі класи засобів тестування кабельних систем , поява яких стало можливим завдяки наявності чітких стандартів на характеристики компонентів ( TIA/EIA568 ) , а також на процедури і критерії тестування кабельних ліній СКС ( TSB - 67).

Для зручності кабельні лінії розділені на категорії відповідно до їх параметрами. Багато з експлуатованих кабельних ліній відносяться до Категорії 3 і призначені для телефонії і передачі даних в діапазоні частот до 16 МГц ( наприклад , 10BaseT Ethernet ) . Однак найбільше поширення отримали кабельні лінії Категорії 5 , що гарантують передачу сигналу з частотою до 100 МГц. Комітетами стандартизації закінчена робота над складанням переліку жорсткіших вимог до параметрів кабельних ліній розділу 5 ( поліпшена Категорія 5 або 5E ) , Категорії 6 (200-250 МГц) , Категорії 7 (до 600 МГц) з метою підвищення надійності передачі .

Велика кількість моделей , що випускаються тестерів СКС призначений для контролю кабельних ліній Категорій 3 , 5 і 5E (покращена Категорія 5 ) . Вже з'явилися перші тестери для проводки Категорії 6 (наприклад , LANcat System 6 компанії Datacom або OMNIScanner компанії Microtest ) . Однак основний парк тестерів СКС сьогодні все ж орієнтований на аналіз характеристик ліній в діапазоні частот до 100-155 МГц. За винятком аналізованого діапазону частот , інші параметри цих тестерів відрізняються один від одного несуттєво , так як тестування виконується по одним і тим же методиками. Основні відмінності полягають в характеристиках вбудованих рефлектометрів для провідних ліній (максимальна дальність , точність , дозвіл , форма представлення результату ) , в інтерфейсі і зручності роботи , а також у наборі допоміжних і сервісних функцій.

Серед допоміжних функцій можуть бути особливо , корисні наступні :

• двосторонній вимір ;

• тестування волоконно -оптичних кабелів;

• карта ( схема з'єднання ) жив кабелю;

• виявлення імпульсних перешкод ;

• моніторинг трафіку ЛВС;

• складання програм тестування ;

• організація розмовного тракту між основним і віддаленим модулем ;

• вбудований тональний генератор для трасування й ідентифікації та ін

Наведена нижче інформація дозволить ознайомитися з вимірюваними параметрами кабельної лінії і полегшить вибір приладу для конкретних потреб .

Основними електричними параметрами , від яких залежить працездатність кабельної лінії , є:

• цілісність ланцюга ( connectivity ) ;

• характеристичний імпеданс ( characteristic impedance ) і зворотні втрати ( return loss ) ;

• погонное загасання ( attenuation ) ;

• перехідне загасання ( crosstalk ) ;

• затримка поширення сигналу ( propagation delay ) і довжина лінії ( cable length ) ;

• опір лінії по постійному струму ( loop resistance ) ;

• ємність лінії ( capacitance ) ;

• електрична симетричність ( balance ) ;

• наявність шумів в лінії ( electrical noise , electromagnetic interference ) .

Розглянемо ці характеристики докладніше

1 ) Цілісність ланцюга

Основне завдання цього тесту - виявити помилки монтажу з'єднувачів або кроссировки ( замикання , обриви , переплутані жили) . Оскільки помилки подібного роду на практиці переважають , то існує велика кількість недорогих приладів , єдиною функцією яких є тільки контроль цілісності ланцюга. Однак повнофункціональні тестери СКС , як правило , надають більш повну інформацію про характер помилки , аж до схеми з'єднання , за якою монтажник може точно ідентифікувати дефект.

Рисунок 2.1 - Тестери СКС

2 ) Характеристичний імпеданс ( хвильовий опір )

Оскільки передача даних ведеться на високих частотах , то важливу роль має імпеданс лінії , тобто її опір змінному струму заданої частоти . Роль відіграє не тільки величина опору , але і його сталість по всій лінії ( кабелі та з'єднувачі ) для всього діапазону аналізованих частот. Це пояснюється тим , що сигнал , відбитий від точок з аномальним імпедансом , буде накладатися на основний сигнал і спотворювати його .

Для кабелю з кручених пар імпеданс зазвичай становить 100 або 120 Ом. Для ліній Категорії 5 імпеданс нормується для діапазону частот 1-100 МГц і має становити 100 Ом v15 %.

Основні причини неоднорідності імпедансу наступні:

- Порушення кроку скрутки в місцях оброблення кабелю близько з'єднувачів (максимальна відстань , на яке жили можуть бути розвинені при обробленні , - 13 мм);

- Дефекти кабелю ( підвищений опір жив , знижений опір ізоляції , порушення кроку скрутки ) ;

- Неправильна укладання кабелю (застосування скоб і хомутів для кріплення , малий радіус вигину , заломи через неправильну відмотування ) ;

- Неякісна опресовування з'єднувачів або використання неякісних з'єднувачів .

Аналогічні проблеми виникають на пройшли тестування лініях при підключенні до її розеток неякісних ( не відповідають вимогам заданої категорії) комутаційних шнурів , перехідників або розщеплювачів лінії ( спліттеров ) .

Оцінка впливу , внесеного неоднородностями імпедансу , виражається таким параметром , як зворотні втрати (відношення амплітуди переданого сигналу до амплітуди відбитого в дБ). Якщо дефект породжує в лінії істотну неоднорідність імпедансу , то зворотні втрати будуть малі , так як більша частина енергії сигналу буде відображена від неоднорідності. Так , у разі обриву або замикання кабелю зворотні втрати будуть рівні 0.

Всі повнофункціональні тестери СКС мають вбудований рефлектометр для проводових ліній з цифровим або графічним відображенням результату , за допомогою якого місце з аномальним імпедансом може бути без праці локалізовано . Деякі рефлектометри дозволяють обчислювати зворотні втрати для заданого ділянки лінії , що дозволяє визначити вплив наявних на ньому неоднорідностей на результуючу характеристику лінії.