Информационная составляющая

ЧАСТЬ I

СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ

ИНТЕГРАЦИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ МИЭТ И СТУДЕНЧЕСКОГО ГОРОДКА МИЭТ

КОНСУЛЬТАНТ ЛУПИН С.А.

КАФЕДРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

ЛВС СТУДЕНЧЕСКОГО ГОРОДКА МИЭТ

История создания

 

Локальная вычислительная сеть студенческого городка МИЭТ существует с 1994 года. Сеть образовалась, поддерживается и развивается исключительно благодаря усилиям студентов, проживающих в студенческом городке. Цель объединения домашних компьютеров в локальную сеть имеет социально-образовательный характер. То есть для студентов сеть является средством интерактивного взаимодействия, общения, частью досуга, а так же используется в образовательных целях и при совместном решении различных задач.

Рис.1-1. Динамика расширения ЛВС Студгородка МИЭТ

 

За 7 лет существования ЛВС претерпела множество качественных изменений. На данный момент она территориально охватывает все 5 корпусов студенческого городка МИЭТ, а число рабочих станций, подключенных к ней, растет с каждым днем все больше и больше, и на начало 2001 года превысило 430 штук. Динамику расширения сети можно видеть на приведенной диаграмме.

Сеть постоянно развивается и модернизируется с учетом появления новых сетевых и информационных технологий, а также с учетом потребностей и возможностей пользователей, входящих в сетевое сообщество.

Администрированием и развитием сети занимается группа студентов, избранных сетевым сообществом на основании профессиональной пригодности и желания поддерживать функциональность и совершенствовать инфраструктуру сети, а также повышать уровень собственной квалификации в области сетевых технологий. В каждом корпусе есть сетевой администратор, который обеспечивает работоспособность вверенного ему участка сети в соответствии с общепринятым уставом.

Структура и технологии сети

ЛВС студенческого городка МИЭТ полностью построена на технологии SWITCHED ETHERNET и поддерживает стандарты 10Base-T и 100Base-T. Маршрутизация внутри сети не реализована, таким образом сеть представляет собой один широковещательный домен.

Сеть имеет тип топологии иерархическая звезда, то есть существует центральный коммутатор, который связывает между собой корпусные коммутаторы и несколько серверов.

Связь между коммутаторами реализована по технологии 100Base-T, имеет скорость передачи данных 100 мегабит в секунду в полнодуплексном режиме, обеспечивая тем самым пропускную способность 200 Мбит/с.

Структурная схема топологии ЛВС студгородка МИЭТ приведена на рисунке.

 

Рис.2. Структурная схема ЛВС студгородка МИЭТ

К каждому корпусному коммутатору подключено от четырех до семи концентраторов (имеющих 8 или 16 портов), обеспечивающих связь с рабочими станциями по технологии 10Base-T со скоростью передачи данных 10 Мбит/с в полудуплексном режиме. Каждый из концентраторов образует отдельный сегмент сети, работающий по технологии Ethernet 10Base-T. Таким образом, сеть разбивается коммутаторами на коллизийные домены, в каждом из которых содержится не более 15 рабочих станций, что несомненно способствует рациональному использованию полосы пропускания, и минимизирует возможность возникновения коллизий. Кроме того, пропускная способность магистрали, к которой подключены коммутаторы (100 Мбит/с) равномерно распределяется между коллизийными сегментами, что позволяет добиться оптимальной производительности с учетом имеющегося оборудования и технологий.

Кабельная система

 

Кабельная система реализована с учетом базовых стандартов СКС (стандартов телекоммуникационной инфраструктуры коммерческих зданий ISO/IEC 11801, EN 50173 и ANSI/TIA/EIA-568-A).

Кабельная система полностью построена с использованием симметричного 4-парного медного кабеля («неэкранированная витая пара» или UTP) категории 5 фирмы Alcatel (с недавнего времени Nexans, www.nexans.com).

Магистральная подсистема кампуса (магистраль между корпусами) проходит «по воздуху», то есть крепится на специально смонтированных, и натянутых между крышами корпусов гибких тросах-растяжках. Такой тип соединения распределительных пунктов корпусов с главным распределительным пунктом комплекса продиктован в первую очередь расстояниями между корпусами, которое составляет 60-70 метров. С учетом ограничения спецификацией 5 категории длины линии связи между двумя активными устройствами (100 метров) прокладывать магистраль комплекса, используя медный кабель, внутри здания было нецелесообразно. Тем не менее, даже при таком способе прокладки магистралей, их длины превышают стометровый предел.

Однако, стандарты ISO/IEC 11801 и EN 50173 допускают наличие в СКС линий увеличенной длины. Такие линии рекомендуется тестировать на соответствие параметров, определенных для стандартных линий. Данное положение международного и европейского стандарта подразумевает возможность выбора более качественной среды передачи и использования резерва параметров для увеличения длины каналов.

Межкорпусные магистрали имеют 2 важные особенности, которыми обуславливается их нормальное функционирование, и нормальное взаимодействие подключенных к ним коммутаторов по технологии 100Base-T:

1. Поскольку передача информации по магистрали происходит в полнодуплексном режиме, то отсутствует понятие коллизии, и связанного с ним значения задержки сигнала при прохождении по линии связи (PVD – Path Delay Value), которое является одним из параметров, ограничивающих длину канала.

2. Характеристики кабеля имеют некоторый запас по затуханию сигнала, что позволяет увеличить длину линии связи на 20-30 метров без потери качества связи.

Таким образом, межкорпусные магистрали соответствуют международному (ISO/IEC 11801) и европейскому (EN 50173) стандартам СКС.

Магистральная подсистема корпуса (или вертикальная подсистема), проходит по коммуникационным стоякам, предусмотренным конструкцией зданий (корпусов общежития), и соединяет распределительный пункт здания (помещение, где располагается корпусной коммутатор) с распределительными пунктами этажей, число которых на каждом этаже достигает четырех.

Горизонтальная подсистема СКС. Прокладка кабелей осуществляется по специальным кабельным каналам (коробам) смонтированным на высоте 2 метра от пола вдоль всех коридоров корпусов. Механические окончания кабелей горизонтальной подсистемы (разъемы и розетки RJ-45) выполнены в соответствии с требованиями 5й категории.

 

Рис.3. Активное оборудование и магистрали ЛВС студгородка МИЭТ

На рис.3 показано территориальное расположение активного сетевого оборудования, а так же изображены межкорпусные магистрали, и элементы вертикальной подсистемы СКС. Распределительный пункт (РП) кампуса, где установлен центральный коммутатор магистрали, располагается в 4 корпусе. Так же во всех корпусах существует РП корпуса, где располагаются корпусные коммутаторы, которые в свою очередь связаны вертикальной подсистемой СКС с РП этажей.

Стоит также отметить, что кабельная система реализована с учетом ограничений, накладываемых технологией Fast Ethernet, касающихся максимального диаметра коллизийного домена 205 метров. В сети полностью отсутствуют каскадируемые концентраторы, длины «лучей» в конечных сегментах не превышают 50 метров (хотя спецификация кабельной системы 5 категории ограничивает длину луча звезды 90 метрами).

Таким образом, ЛВС студенческого городка МИЭТ спроектирована с учетом перспектив внедрения новых технологий и масштабирования.

Для того чтобы полностью перевести всю сеть на высокоскоростную технологию Fast Ethernet (100Base-T), достаточно просто заменить активное оборудование в локальных сегментах: концентраторы и сетевые адаптеры, стоимость которых постоянно падает, и приближается к стоимости оборудования, работающего по технологии 10Base-T.

Инфраструктура сети

ЛВС студенческого городка МИЭТ имеет достаточно развитую инфраструктуру, и представляет собой, по сути, корпоративную сеть среднего масштаба.

Приведем некоторые данные по аппаратной части инфраструктуры сети:

Таблица 1. Статистика по аппаратной части ЛВС студгородка МИЭТ

 

В следующей таблице представлено распределение активного сетевого оборудования и рабочих станций по корпусам, а так же число комнат, «охваченных» сетью:

 

Таблица 2.Статистика по корпусам

 

Как видно из таблицы 2, число комнат, имеющих одну или более точек подключения, составляет 35-70% от общего числа жилых комнат (в зависимости то корпуса). Таким образом, учитывая тенденцию компьютерных технологий становиться с каждым годом все доступнее, а так же динамику развития сетевых технологий, можно с большой вероятностью предположить, что через год-два компьютерная сеть будет охватывать 99% всей территории (всех комнат) студенческого городка.

На рисунках ниже обозначены все рабочие станции, подключенные к ЛВС студенческого городка МИЭТ на май 2001 года во всех корпусах студгородка.

Рис.4. Расположение рабочих станций в корпусе №2

Рис.5. Расположение рабочих станций в корпусе №3

Рис.6. Расположение рабочих станций в корпусе №4

Рис.7. Расположение рабочих станций в корпусе №5

Рис.8. Расположение рабочих станций в корпусе №6

Информационная составляющая

В сети существует 4 выделенных сервера, каждый из которых выполняет ряд полезных функций в масштабе всей сети. В таблице 3 приводятся данные о серверах:

 

Таблица 3. Описание функциональности выделенных серверов

 

Файловые серверы содержат большое количество программ, средств разработки и документации, доступным всем пользователям сети. Содержимое серверов постоянно пополняется и обновляется по мере появления новых версий полезных информационных ресурсов.

Помимо этого большое число пользователей сети организовывают на своих рабочих станциях WEB серверы, содержащие набор страничек различной тематики. Создаются различные форумы, доски объявлений, прочие ресурсы, улучшающие уровень взаимодействия пользователей сети, и удовлетворяющие их определенные интересы.

Сеть абсолютно прозрачна для пользователей в плане совместного использования ресурсов, что является особенно ценным. Учитывая, что число рабочих станций в сети превышает 430, и многие предоставляют доступ к различным информационным ресурсам, а так же, приняв во внимание тот факт, что средний размер жесткого диска превышает на сегодняшний день 10GB, то примерный объем информационного пространства ЛВС студгородка МИЭТ превышает 4 Терабайта (примерно 4,200,000 Мегабайт).