- •43 Аннотация
- •Ведение
- •1. Основные компоненты скс
- •1.1. Задача дипломного проекта
- •1.2. Структура скс
- •1.2.1. Топология скс
- •1.2.2. Технические помещения
- •1.2.3. Подсистемы скс
- •1.2.4. Коммутация в скс
- •1.2.5. Принципы администрирования скс
- •1.2.6. Кабели скс
- •1.3. Понятие классов и категорий и их связь с длинами кабельных трасс
- •1.3.1. Классы приложений, категории кабелей и разъемов скс
- •1.3.2. Ограничения на длины кабелей и шнуров скс
- •1.4. Дополнительные варианты топологического построения скс
- •1.4.1. Варианты построения горизонтальной подсистемы скс
- •1.4.2. Топологии с централизованным администрированием
- •1.5. ПринципCableSharing
- •1.6. Гарантийная поддержка современных скс
- •1.7. Электрические компоненты скс
- •1.7.1. Коммутационные шнуры
- •1.7.2. Коммутационные панели
- •1.7.2.1. Коммутационные панели типа 110
- •1.7.2.2. Коммутационные панели типа 66
- •1.7.2.3. Коммутационные панели с розетками модульных разъемов
- •1.8. Выводы
- •2. Проектирование скс
- •2.1. Задание на проектирование
- •2.2. Стадии проектирования
- •2.2. Исходные данные
- •2.3. Архитектурная стадия проектирования
- •2.4. Телекоммуникационная стадия проектирования
- •2.4.1. Проектирование горизонтальной подсистемы
- •2.4.1.1. Выбор типа и категории телекоммуникационных розеток
- •2.4.1.2. Расчет горизонтального кабеля
- •2.4.1.2.1. Выбор типа и категории
- •2.4.1.2.2. Расчет количества
- •2.4.2. Проектирование подсистемы внутренних магистралей
- •2.4.3. Подсистема кабелей оборудования
- •2.4.3.1. Выбор метода подключения сетевого оборудования к кабельной системе
- •2.4.4. Проектирование административной подсистемы
- •2.4.5. Расчет количества и определение длины оконечных и коммутационных шнуров
- •2.5. Выводы
- •3.Проектирование силовой кабельной системы
- •3.1. Силовые кабельные системы в здании
- •3.2. Выделенная компьютерная силовая кабельная система
- •3.2.1 Распределение силовых компьютерных рабочих мест по группам
- •3.2.2. Расчет состава компонент компьютерной силовой кабельной системы
- •3.2.3. Расчёт однолинейных схем
- •3.3 Система бесперебойного питания
- •3.3.1. Система бесперебойного электропитания на все здание в целом
- •3.3.2 Принципы организации системы
- •3.3.3. Функционирование ибп
- •3.3.3.1. Режимы работы ибп
- •3.3.3.2. Работа от сети
- •3.3.3.3. Работа от батареи
- •3.3.4. Подготовка помещений для размещения оборудования системы бесперебойного питания
- •3.4. Выводы
- •4. Проектирование лвс Введение
- •4.1. Семиуровневая модельOsi
- •4.1.1. Обоснование модели osi
- •4.1.2. Уровни модели osi
- •4.2. Топология сетей
- •4.3. Распространенные сетевые архитектуры
- •4.3.1. Ethernet
- •4.3.1.1. Метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов (csma/cd)
- •Ieee802.3
- •4.3.1.2. Форматы кадров вIeee802.3 иEthernet
- •4.3.1.3. СетьEthernetвблизи
- •4.3.1.4. Шины, сегменты и прочее
- •4.3.1.5. 10BaseT
- •4.3.1.6.Ethernetна волоконно-оптических кабелях
- •4.3.2. Высокоскоростные варианты сети Ethernet
- •4.3.2.1. КоммутируемаяEthernet
- •4.3.2.2. Дуплексная Ethernet
- •4.3.2.3. 100-VgAnyLan
- •4.3.3. Fast Ethernet
- •4.3.4. Gigabit Ethernet
- •4.3.5. Стандарт ieee 802.5: сети Token-Ring
- •4.3.5.1. Использование маркеров в сетях 802.5
- •4.3.5.2. СетьTokenRingсо скоростью передачи 16 Мбит/с
- •4.3.5. Стандарт fddi
- •4.3.5.1. Принцип действия сети fddi
- •4.3.5.2. Отказоустойчивость сетей fddi
- •4.4. Сетевое оборудование
- •4.4.1. Концентратор (Hub)
- •4.4.2. Мост (bridge)
- •4.4.3. Коммутатор (switch)
- •4.4.3.1. КоммутацияCut-Through
- •4.4.3.2. Коммутация Interium Cut-Through
- •4.4.3.3. Коммутация Store-and-Forward
- •4.4.3.4. Использование в одной сети разных скоростей передачи
- •4.4.3.5. Гибридные коммутаторы
- •4.4.3.6. Полнодуплексные связи
- •4.4.4. Маршрутизатор (router)
- •4.4.5. Перегрузка
- •4.5. Протокол snmp
- •4.6. Технология rmon
- •4.7. Понятие технологии виртуальных сетей
- •4.8. Проектирование лвс
- •4.8.5. Реализация первого варианта
- •4.8.5.1. Техническая математическая модель лвс
- •4.8.6. Реализация второго варианта
- •4.8.6.1. Расчет параметров для текущих требований
- •4.8.6.2. Выбор активного оборудования
- •4.8.6.3. Технические характеристики
- •4.8.7. Выбор оптимального технического решения
- •4.8.7.1. Определение значимости функций
- •4.8.7.2. Сравнение вариантов
- •4.9. Выводы
- •5. Определение затрат на разработку и внедрение структурированной кабельной системы и системы бесперибойного питания
- •5.1. Инвестиции в реальные активы
- •5.2. Сметная стоимость строительно-монтажных работ
- •5.3. Затраты на приобретение материалов и оборудования, необходимого для монтажа скс
- •5.4. Расчёт эксплуатационных расходов
- •5.5. Расчёт транспортных и командировочных расходов
- •Затраты на создание скс и сбп.
- •5.6. Расчёт затрат на создание лвс
- •5.6.1. Затраты на приобретение материалов и оборудования, необходимого для монтажа лвс
- •5.6.2. Преимущества и недостатки вариантов
- •5.7. Выводы
- •6. Обеспечение безопасности условий труда оператора системы бесперибойного питания
- •6.1. Введение
- •6.1.1. Анализ условий труда
- •6.1.2. Факторы, определяющие исход поражения электрическим током
- •6.2. Основные меры защиты от поражения электрическим током
- •6.2.1. Общие сведения
- •6.2.2. Защитное заземление
- •6.2.4. Напряжение шага
- •6.2.5. Требования по заземлению
- •6.2.6. Зануление
- •6.2.7. Защитное отключение
- •6.2.9. Использование малого напряжения
- •6.2.10. Выравнивание потенциалов
- •6.3. Расчёт заземления
- •6.4. Выводы
- •Заключение
- •Список литературы
4.4.3.1. КоммутацияCut-Through
Коммутация Cut-Throughиспользуется многими коммутаторами для обеспечения самого низкого времени ожидания ретрансляции. Время ожидания ретрансляции коммутатора (или просто время ожидания) — это интервал между двумя событиями: получением портом первого бита кадра и выходом первого бита из другого порта.
Коммутаторы, использующие метод Cut-Through, имеют исключительно низкое время ожидания ретрансляции, гораздо ниже, чем у обычного моста. Коммутатор начинает ретрансляцию, не дожидаясь получения всего кадра. Другими словами, биты начала кадра действительно передаются выходному порту в то время, когда биты его конца еще поступают на входной порт.
Хотя время ожидания ретрансляции коммутатора Cut-Throughочень непродолжительно, оно все же гораздо больше времени задержки распространения начала пакета в концентраторах. Концентратор лишь передает приходящий кадр на все остальные порты, ему нет нужды каким бы то ни было образом проверять кадр.
С другой стороны, прежде чем принять решение о ретрансляции, коммутатору необходимо проверить адрес получателя кадра. Это означает, что он должен буферизовать, или накопить, по крайней мере первые 120 битов кадра, прежде чем принять решение о ретрансляции. Как только станет известен адрес получателя, коммутатор сможет принять решение о ретрансляции или фильтрации (рис. 4.18.). Это также займет некоторое количество времени (даже коммутатор не способен работать мгновенно).
Преамбула |
SFD |
Получатель |
Отправитель |
L/D |
Данные |
Незначащая информация |
FCS |
EFD |
64 |
8 |
48 |
48 |
16 |
368-12,000 |
0-386 |
32 |
- |
Рис. 4.18. Поля пакета.
Некоторые коммутаторы могут принимать решение очень быстро, иногда в течение 10 ВТ (100 наносекунд). Если коммутатор решает ретранслировать кадр, то он должен создать временный путь между принимающим и выдающим кадр портами. Это займет еще от 5 до 10 ВТ. Время ожидания ретрансляции некоторых коммутаторов составляет от 140 до 150 ВТ, или от 1,4 до 1,5 микросекунды.
Если путь для коммутируемого кадра уже создан, коммутатор может начинать передавать предварительно буферизованную первую часть кадра. Это означает, что часть данных кадра еще поступает, а преамбула проходящего кадра уже ретранслируется. Коммутация методом Cut-Throughдает очень малое время задержки при ретрансляции кадров из одного сегмента в другой. Несмотря на это, при использовании методаCut-Throughвозникают три проблемы:
ретранслируются карликовые кадры;
ретранслируются ошибочные кадры;
легко возникает перегрузка.
Поступивший в порт коммутатора Cut-Throughкарликовый кадр длиной не менее 120 битов может быть ретранслирован в другие порты. При использовании обычного моста такой проблемы быть не может, поскольку кадры приходят в полном объеме и ретранслируются только безошибочные. КоммутаторCut-Throughпропускает кадры настолько быстро, насколько быстро можно принять решение о ретрансляции. Некоторые карлики могут быть очень короткими и не содержать лаже полного адреса получателя. В таком случае они не будут ретранслированы. Если же карликовый кадр достаточно длинен, чтобы содержать адрес получателя, и данный узел связан с другим портом, ретрансляция будет произведена.
В результате коллизий могут возникнуть широковещательные и многопунктовые карликовые кадры. В отличие от однопунктовых карликов, эти кадры будут ретранслированы во все остальные порты коммутатора. Ретрансляция карликовых кадров в какой-либо или, хуже того, во все порты является растранжириванием времени и полосы пропускания, поскольку все узлы такие кадры отбросят. Если карлик будет ретранслирован из одного сегмента в другой, то узлы принимающего сегмента прервут передачу до истечения времени IPG(время между передачами пакетов) после обнаружения конца кадра. Хуже того, ретранслированный карлик может вызвать коллизию в принимающем сегменте, заставляя передающую(ие) станцию(и) замолчать и повторить попытку. Оба события являются бесполезной тратой полосы пропускания и снижают показатель использования сети.
Коммутаторы Cut-Throughретранслируют также кадры с неверной контрольной суммой и другими ошибками. Это даже хуже, чем ретрансляция карликовых кадров. Ретрансляция действительно неправильных кадров вызывает те же проблемы, что и ретрансляция карликов, но приводит к распространению ошибочных кадров из одного сегмента в другой, что может вызвать много проблем. Если в одном из сегментов возникают неприятности, обусловленные дефектами кабеля, поврежденным концентратором или сетевым интерфейсом, то, ретранслируя ошибочные кадры, коммутаторCut-Throughпередает ошибки в другие сегменты.
Коммутатор Cut-Throughлегко может пострадать от такого явления, как перегрузка. Рассмотрим в качестве примера случай, когда двумя портами одновременно получены два кадра, которые нужно ретранслировать в один и тот же порт. Однако два кадра не могут быть ретранслированы одновременно. Один из них должен быть либополностьюсохранен в коммутаторе для ретрансляции в более позднее время, либо отброшен. В загруженной ЛВС с коммутаторами такое случается часто. Причем одновременно затребовать один и тот же выходной порт, усугубив проблему, могут более чем два кадра.
Перегрузка другого вида возникает в тот момент, когда порт передает информацию, а в него приходит кадр. Опять таки, он должен быть сохранен или отброшен.
Похожая форма перегрузки наблюдается, когда ретранслированный кадр вступает в коллизию в сегменте назначения. Решение о его сохранении или отбрасывании принимается на основании обычных правил CSMA/CD. Во всех случаях коммутатор поставлен перед выбором: сохранить (буферизовать) кадр для отправки в более позднее время или отбросить его. Буферизация предполагает, что коммутатор поместит полный кадр в буфер подобно тому, как это делает обычный мост. Многие из первых коммутаторовCut-ThroughсетейEthernetне имели такой возможности и отбрасывали кадры в случае перегрузки. Другие имели входной или выходной буфер ровно на один кадр. Это было лучше, однако перегрузка все же легко возникала. К сожалению, когда разрабатывались принципы коммутации, сверхбыстрые буферы были очень дорогими. Чтобы не увеличивать стоимость своих изделий, разработчики должны были использовать их в минимальном количестве. С течением времени стало ясно, что в результате отбрасывания кадров при возникновении перегрузки страдает производительность сети, потому что для исправления возникших ошибок приходилось задействовать протоколы. Чтобы побороть этот недостаток, конструкции коммутаторов усложнились, большие буферы стали нормой. Хотя таким образом некоторые проблемы перегрузки были решены, но возник нежелательный побочный эффект: увеличилась стоимость коммутаторов.
К сожалению, коммутация методом Cut-Throughсопряжена с возникновением перегрузок, а также ретрансляцией карликовых кадров и различного рода ошибок. В современных коммутаторахEthernetиFastEthernetкоммутация методомCut-Throughесли и применяется, то обычно сопровождается методомStore-and-Forward.