Магистральная кабельная система.
Магистральная кабельная система Основная задача этой части сети - обеспечение надежной связи каждого здания со шлюзом сети Интернет и (или) центральными сервисами. Основными свойствами, которые характеризуют сеть, можно назвать топологию и материал кабелей. С последним все более или менее понятно (и будет рассмотрено подробно в следующих главах). Но кратко можно сказать, что может быть оптоволокно, или витая пара, пусть иногда весьма непохожая на привычную 5-ю категорию (например, П-296). Начнем описание "домашних сетей" с рассмотрения топологий, применяемых при их строительстве. "Начинающая" сеть (гирлянда). Фундаментальным признаком начинающей сети можно считать отсутствие упорядоченной структуры, и особенно, явно выраженных магистралей. Кабель, проложенный первоначально для одного отдаленного пользователя, может в любой момент стать основой для подключения еще нескольких домов (с десятками абонентов). При этом активное оборудование (и его месторасположения) остается прежним. В общем, такая сеть напоминает постоянно и беспорядочно растущий организм. Очень велико влияние субъективных (или попросту случайных) факторов. Соответственно, невозможно предсказать, какую форму примет сеть через значительный промежуток времени.
Рис. 6.3. "Начинающая" сеть. Более всего такая сеть похожа на елочную гирлянду. Активные устройства соединены последовательно на нескольких "лучах", которые, в свою очередь, могут иметь многочисленные разветвления. Подобная сеть очень дешева, и вполне способна развиваться за счет подключения новых пользователей. До определенных пределов она достаточно надежна, и обеспечивает приемлемую скорость, поэтому почти все начинающие Ethernet-провайдеры проходили этот этап. Но при росте сети, последовательно соединенные коммутаторы (хабы) оказываются слабым звеном. Отказы недорогого оборудования в тяжелых условиях совсем не редки по самым разным причинам - "зависание", сбои питания, повреждения в грозы, замокания, воровство, вандализм, и т.п. А неисправность любого устройства в цепочке влечет неработоспособность всей подключенной к нему линии. При этом наиболее удаленным абонентам придется мириться с большими простоями. Вывести однозначные рекомендации сложно - условия могут сильно отличаться не только в разных городах, но и районах. Но в среднем, с точки зрения надежности, можно признать нерациональным построение цепочки более чем из 2-3 активных устройств. В целом, это совпадает с рекомендациями стандартов СКС, только надо учитывать, что в их основу положены существенно более надежные решения, и большого "запаса" по этому параметру "домашняя" сеть иметь не будет. Поэтому традиционный вопрос начинающих сетестроителей "сколько можно соединить последовательно коммутаторов, или хабов" представляется совсем в ином свете. Если принимать во внимание только техническую (или теоретическую) работоспособность, данные можно передавать и по линии из 30-50 коммутаторов. Но строить такую сеть, мягко говоря, не рационально - практика показывает, что уже при 15-20 последовательно соединенных устройствах (причем нет разницы, какого типа применяется оборудование) сеть становится практически неработоспособной (разумеется, с точки зрения последнего абонента в "гирлянде"). Из вышесказанного можно сделать следующие выводы. На сегодня такой способ развития имеет смысл только в небольших городах с низким платежеспособным спросом, и при отсутствии конкуренции. Тут ему нет альтернативы. Второй вариант применения "начинающей" сети удобен как временный вариант минимизации расходов в случае возможности аренды надежной и относительно недорогой опорной сети. При этом на первом этапе несколько пользователей могут быть подключены небольшой "гирляндой", а в случае увеличения их количества переведены на отдельный (арендованный или приобретенный) магистральный канал (оптоволокно, xDSL, и т.п.). "Звезда" или "кольцо". Традиционно считается, что локальные сети должны строиться по топологии "звезда", а кольцевая архитектура присуща серьезным телекоммуникационным системам на основе SDH/ATM (это очень эффективное средство повышения надежности в телефонии, где несколько АТС могут продолжать работать независимо от вышедшего из строя узла). Однако, любая многосвязная архитектура более надежна, чем простое соединение. И кольцо Ethernet не исключение. С распространением недорогих коммутаторов, поддерживающих STP (протокол покрывающего дерева), использование резервных связей стало достаточно простым процессом, не требующим вмешательства администраторов сети. При использовании "кольца" в случае выхода из строя какого-либо узла (или части кабельной системы) работоспособность сети в целом сохраняется.
Рис. 6.4. Магистраль в виде кольца. В свою очередь, "Звезда" несколько лучше приспособлена для предоставления обычной для локальной сети централизованной услуги. Действительно, в ЛВС почти всегда есть сервер или маршрутизатор, для доступа к которому (по большому счету) и построена сеть. Общение пользователей "напрямую" не слишком нужно, а часто и просто запрещено по соображениям безопасности. Кроме этого, кольцевая топология является избыточной по числу связей, а значит и более дорогой. А вопрос надежности стоит не слишком остро из-за небольших размеров "обычной" ЛВС.
Рис. 6.5. Магистраль в виде звезды. Какая топология более предпочтительна для домашней сети? Вопрос сложный и далеко не однозначный. Даже в корпоративных сетях до недавнего времени в качестве альтернативы единого центра (магистрали, вырожденной до внутренней шины коммутатора) предлагалось решение на безе распределенной магистрали (обычно на основе технологии FDDI). Ethernet вытеснил FDDI, предложив STP с похожими возможностями, по сути "в нагрузку" к обычному активному оборудованию. Но выбор архитектуры магистрали от этого не стал проще - наличие недорогой альтернативы часто вызывает желание улучшить сеть. При этом нельзя не учитывать, что достоинства и недостатки есть у обоих способов. Сравнение топологий "звезда" и "кольцо"
Кроме перечисленных, большое влияние на выбор топологической схемы могут оказать множество субъективных факторов. Например, исторически сложившиеся кабельные линий, местные условия прокладки, или финансовые возможности. В общем, можно сделать вывод, что "кольцо" несколько более предпочтительно по условиям надежности, но для его выбора необходимы большие первоначальные вложения и наличие самой технической возможности строительства "кольца". Понятно, что практике очень редко можно встретить идеальные топологические решения. Реальность, в большой мере, путь компромисса. Вопрос не стоит или-или. Нужно оптимальное решение - и часто оно будет являться синтезом рассмотренных выше схем. Поэтому, будет полезно рассмотреть несколько типичных примеров подобного подхода.
|
