Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівськаполітехніка»
Кафедра радіотехніки
Контрольна робота з курсу :
«Комп'ютерні мережі»
Тема:Розробка структурної схеми комп’ютерноїмережі
Виконав:
Студент групи РТ-21з
Крупа В.І.
Викладач: Озірковський Л.Д.
Львів 2010
Аналіз заданої топології
Топологія «Зірка» — це топологія з явновиділеним центром, до якого підключаються всі інші абоненти. Весь обмін інформацієюйде виключно через центральний комп'ютер, на який у такий спосіб лягає дуже великенавантаження, тому нічим іншим, крім мережі, воно займатися не може. Зрозуміло, що мережнеобладнання центрального абонента має бути значно більше складним, ніж обладнанняпериферійних абонентів. Про рівноправність абонентів у цьому випадку говорити не доведеться. Як правило, саме центральнийкомп'ютер є самим потужним, і саме на нього покладають всі функції по управліннюобміном. Ніякі конфліктив мережі з топологією «зірка» у принципі неможливі, тому що управління повністюцентралізовано, конфліктувати немає чому.
Якщо говорити про стійкість зірки до відмовкомп'ютерів, то вихід з ладу периферійного комп'ютера ніяк не відбивається на функціонуваннічастини мережі, яка залишилася, зате будь-яка відмова центрального комп'ютера робитьмережу повністю непрацездатною. Тому повинніприйматися спеціальні заходи щодо підвищення надійності центрального комп'ютераі його мережевий апаратури. Обрив будь-якогокабелю або коротке замикання в ньому при топології «зірка» порушує обмін тількиз одним комп'ютером, а всі інші комп'ютери можуть нормально продовжувати роботу.
На відміну від шини, в зірці на кожній лінії зв'язку перебуваютьтільки два абоненти: центральний і один з периферійних. Частіше за все для їх з'єднання використовується дві лінії зв'язку,кожна з яких передає інформацію тільки в одному напрямку. Таким чином, на кожній лінії зв'язку є тільки один приймач і одинпередавач. Все це істотноспрощує мережне встановлення в порівнянні з шиною й рятує від необхідності застосуваннядодаткових зовнішніх термінаторів. Проблема загасання сигналів у лінії зв'язкутакож вирішується в «зірку» простіше, ніж у «шині», адже кожен приймач завжди одержуєсигнал одного рівня. Серйознийнедолік топології «зірка» складається в жорсткому обмеженні кількості абонентів. Зазвичай центральний абонент може обслуговувати не більше 8-16периферійних абонентів. Якщо в цих межах підключення нових абонентів досить просто, топри їх перевищенні воно просто неможливо. Правда, іноді в зірціпередбачається можливість нарощування, тобто підключення замість одного з периферійнихабонентів ще одного центрального абонента (у результаті виходить топологія з декількохз'єднаних між собою зірок).
Зірка, показана на мал. 1, зветься активною, або справжньої зірки. Існує також топологія, яка називаєтьсяпасивною зіркою, що тільки зовні схожа на зірку (мал. 2). У цей час вона поширена набагато більше, ніжактивна зірка. Досить сказати, що вона використовується в найпопулярнішої насьогоднішній день мережі Ethernet.
У центрі мережі з даноютопологією міститься не комп'ютер, а концентратор, або хаб (hub), що виконує туж функцію, що і репітер. Він відновлює сигнали, які надходять, і пересилає їх в інші лініїзв'язку. Хоча схема прокладки кабелів подібна цією або активної зірку,фактично ми маємо справу з шинної топологією, тому що інформація від кожного комп'ютераодночасно передається до всіх інших комп'ютерів, а центрального абонента не існує. Природно, пасивназірка виходить дорожче звичайної шини, тому що в цьому випадку обов'язково потрібноще й концентратор. Однак вона надає цілий ряд додаткових можливостей, пов'язанихз перевагами зірки. Саме тому останнім часом пасивна зірка все більше витісняє справжнюзірку, яка вважається малоперспективною топологією.
Можна виділити такожпроміжний тип топології між активною і пасивною зіркою. У цьому випадку концентраторне тільки ретранслює сигнали, але й робить керування обміном, проте сам в обмініне бере участь.
Велика перевага зірки (як активної, такі пасивної) полягає в тому, що всі точки підключення зібрані в одному місці. Спільним недоліком длявсієї топології типу «зірка» значно більше, аніж за інший топології, витрата кабелю. Наприклад, якщокомп'ютери розташовані в одну лінію, то при виборі топології «зірка» знадобитьсяу декілька разів більше кабелі, ніж при топології шина. Це може істотно вплинути на вартістьвсієї мережі в цілому.
Аналізтехнології
Fibre Channel — це відкритий промисловийстандарт високошвидкісного послідовного інтерфейсу. Він забезпечує підключеннясерверів і сторедж-систем на відстані до 10 км (при використанні стандартного оснащення)на швидкості 100 MB / s (на виставці Cebit'2000 були представлені зразки продукції,які використовують новий стандарт Fibre Channel зі швидкостями 200 MB / s на однекільце,а в лабораторних умовах вже експлуатуються реалізації нового стандарту зі швидкостями400 MB / s, що складає 800 MB / s при використанні подвійного кільця). (На момент публікаціїстатті ряд виробників вже почав відвантажувати мережеві картки і свічі на FC 200MB / s.) Fibre Channel одночасно підтримує цілий ряд стандартних протоколів (середяких TCP / IP і SCSI-3) при використанні одного фізичного носія, який потенційноспрощує побудова мережевої інфраструктури, до того ж це надає можливостідля зменшення вартості монтажу та обслуговування. Проте використання окремихпідмереж для LAN / WAN і SAN має ряд переваг і є рекомендованим за замовчуванням.
Одним з найважливішихпереваг Fibre Channel поряд зі швидкісними параметрами (які, до речі, не завждиє головними для користувачів SAN і можуть бути реалізовані за допомогою інших технологій)є можливість роботи на великих відстанях і гнучкість топології, яка прийшла в новийстандарт з мережевих технологій. Таким чином,концепція побудови топології мережі зберігання даних базується на тих же принципах,що й традиційні мережі, як правило, на основі концентраторів і комутаторів, якідопомагають запобігти падіння швидкості при зростанні кількості нод і створюютьможливості зручної організації систем без єдиної точки відмов.
Таблиця1.ПорівняннятехнологійFibre ChannelіпаралельногоSCSI
Fibre Channel
Parallel SCSI Швидкодія
100MB/sec
Новий стандарт: 200MB/sec & 400MB/sec
Ultra160m — 160MB/sec
Новий стандарт: 320MB/sec Максимальні відстані
Copper: 30m
Fiber optic: 2-10km
Copper, single-ended: 3m
Copper, differential: 25m Підтримувані протоколи SCSI, TCP/IP, VI, IPI, ESCON, HIPPI, FCON та інш. SCSI Максимальна кількість пристроїв
127 на кільце, 224 на комутатор 16 на канал Топології кільце, точка-точка, комутатор точка-точка, надзвичайно складна реалізація пристрою комутації каналів
У стандарті Fibre Channel передбачаєтьсявикористання різноманітних топологій, таких як точка-точка (Point-to-Point), кільцеабо FC-AL концентратор (Loop або Hub FC-AL), магістральний комутатор (Fabric / Switch).
Топологія point-to-point використовуєтьсядля під’єднання одиночної сторедж-системи до сервера. Loop або HubFC-AL – для приєднання множинних сторедж пристроїв до декількох хостів. При організаціїподвійного кільця збільшується швидкодія і відмово стійких систем.
Комутатори використовуються для забезпеченнямаксимальної швидкодії і відмово стійких для складних, великих і розгалужених систем. Завдяки мережевийгнучкості в SAN закладена надзвичайно важлива особливість – зручна можливість побудовивідмово стійких систем.
Пропонуючи альтернативні рішення для системзберігання даних і можливості з об’єднання кількох сторедж для резервування апаратнихзасобів, SAN допомагає забезпечувати захист апаратно-програмних комплексів від апаратнихзбоїв. Побудова трьох-і більше нодової систем здійснюється простим додаванням вFC мережу додаткових серверів і підключенням їх до обох концентраторам / комутаторів). При використанніFC побудова стійких до збоїв (disaster tolerant) систем стає прозорим. Мережеві каналиі для сторедж, і для локальної мережі можна прокласти на основі оптоволокна (до10 км і більше з використанням підсилювачів сигналу) як фізичного носія для FC,при цьому використовується стандартна апаратура, яка дає можливість значно зменшитивартість подібних систем. Завдяки можливості доступу до всіх компонентів SAN з будь-якоїїї точки ми отримуємо надзвичайно гнучко керовану мережу даних. При цьому слідзауважити, що в SAN забезпечується прозорість (можливість бачити) усіх компонентіваж до дисків в сторедж-системах. Ця особливістьпідштовхнула виробників компонентів до використання свого значного досвіду в побудовісистем управління для LAN / WAN з тим, щоб закласти широкі можливості з моніторингута управління в усі компоненти SAN. Ці можливостівключають в себе моніторинг і управління окремих нод, сторедж компонентів, корпусів,мережних пристроїв і мережевих підструктур.
У системі управління та моніторингу SANвикористовуються такі відкриті стандарти, як:
— SCSI command set
— SCSI Enclosure Services (SES)
— SCSI Self Monitoring Analysisand Reporting Technology (SMART)
— SAF-TE (SCSI Accessed Fault-Tolerant Enclosures)
— Simple Network Management Protocol (SNMP)
— Web-Based Enterprise Management (WBEM)
Системи, побудовані з використанням технологій SAN, нетільки забезпечують адміністратору можливість стежити за розвитком і станом стореджресурсів, але і відкривають можливості з моніторингу і контролю трафіку. Завдяки таким ресурсампрограмні засоби управління SAN реалізують найбільш ефективні схеми планування обсягусторедж і балансування навантаження на компоненти системи.
Мережі зберігання даних прекрасно інтегруються в існуючіінформаційні інфраструктури. Їх впровадження не потребує будь-яких змін у вже існуючих мережахLAN і WAN, а лише розширює можливості існуючих систем, позбавляючи їх від завдань,орієнтованих на передачу великих обсягів даних. Причому при інтеграції та адмініструванняSAN дуже важливим є те, що ключові елементи мережі підтримують гарячу заміну і установку,за можливостями динамічного конфігурування. Так що додати той чи інший компонентабо здійснити його заміну адміністратор може, не вимикаючи систему. І весь цей процес інтеграції може бутивізуально відображений у графічній системі управління SAN.
Розглянувши перераховані вище переваги,можна виділити ряд ключових моментів, які безпосередньо впливають на одне з основнихпереваг Storage Area Network – загальну вартість володіння (Total Cost Ownership). Неймовірні можливостімасштабування дозволяють підприємству, яке використовує SAN, вкладати гроші в сервериі сторедж в міру необхідності. А також зберегти свої вкладення у вже техніку при зміні технологічнихпоколінь. Кожен новий сервер буде мати можливість високошвидкісного доступудо сторедж і кожен додатковий гігабайт сторедж буде доступний всім серверам відмовопо команді адміністратора. Прекрасні можливості щодо побудови відмово стійких систем можутьприносити пряму комерційну вигоду від мінімізації простоїв і рятувати систему уразі виникнення стихійного лиха або яких-небудь інших катаклізмів. Керованість компонентіві прозорість системи надають можливість здійснювати централізоване адмініструваннявсіх сторедж ресурсів, а це, у свою чергу, значно зменшує витрати на їх підтримку,вартість якої, як правило, становить більше 50% від вартості обладнання.
Вибіробладнання та розробка структури мережі
мережева топологіязірка комп'ютерВибираємо комутатор фірми Cisco MDS 9124 24-Port FibreChannel Switch (DS-C9124-K9=) та мережеві адаптери фірмиBrocade 825. Так як наша мережа будується по технології Fiber Channel, і буде вонав межах міста то вибираєм ще Міський оптичний кабель для прокладки в каналізації ОКМ (ОКД)-n * mE (М5, М6) -2. Детальні характеристики будуть наведенідалі.
Структурнасхема нашої мережі
/>
Формуванняспецифікації обладнанняProduct Details and Features Product MPN MPN DS-C9124-K9= Key Features Type Fibre Channel Switch OSI Layer Layer 2/3 Managed Device Managed Interfaces Ports 24 x Fibre Channel Performance Switch Fabric Capacity 192 Gbps Huntgroups / Link Aggregations 16 Standards and Protocols Remote Management Protocol RMON • SNMP 3 • SSH-2 • FTP Protocols ACL • IP • RADIUS • TCP • SSHv2 Dimensions Rack Mounting Height 1U Miscellaneous Product ID 69199401
Brocade425 4 Gbps Fibre Channel Host Bus Adapter. Fibre Channel Specifications. (Dual-port,4 Gbps HBA)Data rate Brocade 415/425: 4 Gbps (800 MB/sec); 2 Gbps (400 MB/sec); 1 Gbps (200 MB/sec) (per port) Performance
Up to 500,000 IOPS per port at 4 Gbps and 8 Gbps
· 315,000 IOPS per port at 8 Gbps with 4 KB block size and 50% read/50% write operations (typical e-mail)
· 176,000 IOPS per port at 8 Gbps with 8 KB block size and 50% read/50% write operations (typical database) Protocols SCSI-FCP, FCP-2, FCP-3, FC-SP Topology Point-to-point (N_Port), switched fabric (N_Port) Distance support
Brocade 415/425
· 70 meters at 4 Gbps on 62.5/125 μm MMF
· 150 meters at 4 Gbps on 50/125 μm OM2 MMF
· 380 meters at 4 Gbps on 50/125 μm OM3 MMF
В кабелях марки ОКД під бронепокровом накладенопериферійний силовий елемент або тільки застосований ЦСЕ підвищеної міцності.
Кабелі ОКДН і ОКМН мають зовнішню оболонку зполіетилену або з матеріалу не виділяє галогенів при горінні.
Оптоволокно кабелів призначено для експлуатаціїв діапазоні температур від мінус 40 ° С до 50 ° С.
Допустиме розтягуюче зусилля 2,7 кН.
Допустиме розчавлюють зусилля не менше 0,5 кН/ см.
Кількість оптичних волокон у кабелі — від 2 до 288.
Орієнтовна вартість мережі:
Cisco MDS 9124 24-Port Fibre Channel Switch- $2,108.99
Brocade425 4 Gbps Fibre Channel Host Bus Adapter — $1250 * 22 = $27500
+ кабель
Всього$30000
Список посилань
www.spc-consulting.ru/solution/database4.htm
www.brocade.com
vols-trade.ru
www.goоgle.ru/