ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

[an error occurred while processing this directive]

АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА СЕТЕЙ

Основой LAN являются PC, включаемые в сеть с помощью карты расширения и кабелей. Файловый сервер должен быть хорошо оснащен: RAM 4-8 Гб, «зеркальный диск» HDD, 64-битовая сетевая карта.

Как уже отмечалось, различают невыделенный (nоn dedicated) и выделенный (dedicated) сервер. В первом случае файловый сервер работает и как обычная рабочая станция. Здесь экономится одна рабочая станция. Но из-за "отвлечения" сервера на решение задач пользователя испытывает затруднения вся сеть.

Рабочие станции в одноранговой сети должны быть хорошо оснащены. В сети «клиент - сервер» они могут быть даже бездисковыми. Сетевая карта имеет собственный процессор, память 8-16 Кб, разъемы для подключения кабеля.

Это BNC-разъем для так называемого тонкого кабеля Ethernet (Thin Ethernet Cable), 15-контактный разъем для толстого кабеля Ethernet (Thick Ethernet Cable), разъем RJ-45 для витой пары проводов. Сетевые карты бывают 8-, 16- и 32-разрядными и могут иметь исполнение для шин: ISA, EISA, PCI. Сейчас распространены карты, совместимые с NE2000 и NE3200 (Novell Ethernet).

Эти карты достигают скорости 10 (100) Мбит/с, а фактически она лежит в пределах 5-7 Мбит/с.

 Для сетевых карт нужно выбрать прерывание, канал DMA, порт ввода-вывода. Обычно это IRQ3 (5), порт I/O 300. Для управления потоком данных внутри сети нужно программное обеспечение.

Лидер в области GAN – ОС UNIX: SCO UNIX и Solaris фирмы SUN.

Кабели

Кабели соединяют отдельные РС по-разному в зависимости от топологии, вида сети - Ethernet, Arcnet, Token Ring, которые отличаются методами доступа к каналам передачи данных. У нас наибольшее распространение получил Ethernet. Для него используют витую пару, коаксиальный кабель или оптоволоконный кабель.

В первом случае для Ethernet используется 8-жильный кабель, состоящий физически из 4 витых пар. При этом различают неэкранированный (UTP) и экранированный (STP) кабели.

Расстояние передачи не более чем несколько сотен метров. Затухание сигналов при f = 10 МГц 1-3 дБ/м. Задержка сигнала не превышает 8-12 нс/м. Важна гальваническая развязка абонентов и согласование нагрузки.

Коаксиальный кабель (Ethernet-кабель) состоит из центрального проводника и внешней экранирующей оплетки. С его помощью соединяют РС на расстоянии нескольких км.

Пропускная способность в режиме модуляции ВЧ сигнала до 500 Мбит/с, в немодулированном режиме до 50-100 Мбит/с. Затухание при f = 10 МГц 0,1-1 дБ/м. Задержка сигнала 4-5 нс/м.

Для Ethernet применяют кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Существуют тонкий Ethernet и толстый Ethernet с диаметром кабеля 0,2" и 0,4".

  Общая длина сегмента тонкого кабеля не должна превышать 185 м. Максимальная длина кабелей всей сети может достигать 925 м. Для толстого кабеля эти цифры равны 500 и 2500 м, соответственно.

Опто- или стекловолоконный кабель (FOC) состоит из двух проводов. Передача данных в одном направлении. Кабель не подвержен влиянию электрических полей. В оболочке находятся усиливающие волокна в виде слоев пластика. Длина волны света 0,85 или 1,2 мкм, толщина волокна около 10 мкм. Скорость передачи до 3 Гбит/с, затухание 5 дБ/км, задержка – 5 нс/м, длина (50 км и выше) почти не играет роли.

Сеть на тонком Ethernet

В ней на концы кабеля устанавливают BNC-коннекторы. С их помощью кабель подсоединяется с двух сторон к Т-коннектору, который присоединяется к внешнему разъему сетевой платы. На концах кабельного сегмента устанавливают терминаторы (заглушки) BNC-коннекторы с впаянным сопротивлением 50 Ом. Один из терминаторов должен быть заземлен.

Рис. 1. Сеть на тонком Ethernet

Сеть на толстом Ethernet

Для подключения PC к толстому кабелю служит трансивер, присоединенный непосредственно к сетевому кабелю. От него к РС идет специальный трансиверный кабель, максимальная длина которого 50 м. На обоих его концах находятся 15-контактные DIX-разъемы: один для подключения к трансиверу, другой - к сетевой плате РС.

Трансивер может "прокусить" кабель в любом месте. Кабель стандартных размеров приходит с уже смонтированными на концах N-коннекторами. Они напоминают ВNС-коннекторы. На обоих концах кабельного сегмента должны находиться N-терминаторы. Один из них должен быть заземлен. Длину кабеля можно нарастить с помощью Barrel-коннектора. Он играет роль стыковочного узла.

Рис. 2. Сеть на толстом Ethernet

Сеть с репитерами

Чтобы охватить сетью большее, чем обычно, расстояние, применяются репитеры (Repeater) - повторители. Для Ethernet на тонком кабеле к сегменту подключают не более 30 РС. В сети не больше 4 репитеров (2 порта), а протяженность - до 925 м. Если репитеров (4 порта) больше 4, то между любыми двумя РС должно быть не более 4 репитеров.

Рис. 3. Сеть с репитерами

Ethernet на толстом кабеле

Длина сегмента - 500 м, к одному сегменту можно подключить до 100 рабочих станций.

При трансиверных кабелях до 50 м длиной толстый Ethe-rnet может одним сегментом охватить большую площадь, чем тонкий. Но репитеры нужны и здесь. Они имеют DIX-разъем и подключаются трансиверами либо к концу сегмента, либо в любом другом месте.

Правила использования репитеров для Ethernet на толстом кабеле аналогичны правилам для Ethernet на тонком кабеле. Удобны совмещенные репитеры, подходящие и для тонкого и для толстого кабелей. Каждый порт имеет пару разъемов: DIX и BNC. Репитеры полезны, но приводят к замедлению работы в сети.

Ethernet на витой паре

Основным узлом в сети является хаб (Hub – накопитель, концентратор). Каждый PC подключен к нему сегментом кабеля. Длина сегмента не должна превышать 100 м. На концах кабельных сегментов разъем RJ-45. Кабель подключается к хабу и к сетевой плате. Разъемы RJ-45 компактны, имеют 8 контактных площадок.

Рис. 4. Сеть с концентратором

Из четырех пар кабеля используются только две. Одна пара (1–2) – на передачу, вторая (3–6) – на прием. От хаба зависит работоспособность сети. Обычно хаб располагают вблизи эл. розетки на столе, вешают на стену или монтируют в спец. стойку. Его надо располагать в легкодоступном месте, чтобы легко отключать кабели и следить за индикацией портов.

Хабы имеют 8, 12, 16 или 24 порта. И к нему можно подключить такое же количество PC. Хабы можно объединять, подключая друг к другу через порт RJ-45 и получая сложную каскадную структуру. При этом надо соблюдать следующие правила:

1) не должно быть закольцованных путей;

2) между любыми 2 станциями всегда должно быть не более 4 хабов.

Рис.5. Сеть с несколькими концентраторами

Хабы могут иметь дополнительные разъемы для подключения тонкого или толстого кабеля Ethernet (BNC- и DIX-разъемы). Это позволяет объединить витую пару с коаксиальными сегментами. На одном хабе должен быть задействован только один из двух коаксиальных разъемов (или BNC, или DIX). Хабы, так же имеют различную внутреннюю конфигурацию и типы.