Современные системы видеонаблюдения, этапы развития

1. Поскольку перенаправлению  подвергается только часть трафика,  коммутаторы уменьшают трафик, принимаемый  устройствами во всех сегментах  сети;

2. Все узлы, подключенные  к концентратору, делят между  собой всю полосу пропускания.  Коммутаторы предоставляют каждому  узлу (если он подключен непосредственно  к порту коммутатора) отдельную  полосу пропускания, чем уменьшают  вероятность коллизий в сетевых  сегментах.

Например, если к 10 Мбит/с концентратору подключено 10 устройств, то каждый узел получит пропускную способность равную менее 1 Мбит/с (10/N Мбит/с, где N-количество рабочих станций), даже если не все устройства будут передавать данные. Если вместо концентратора поставить коммутатор, то каждый узел сможет функционировать на скорости 10 Мбит/с.

5. Приведите основные характеристики коммутаторов, влияющие на производительность

Основными показателями коммутатора, характеризующими его производительность, являются:

1. Скорость фильтрации  кадров;

2. Скорость продвижения  кадров;

3. Пропускная способность;

4. Задержка передачи кадра.

Кроме того, существует несколько  характеристик коммутатора, которые  в наибольшей степени влияют на указанные  характеристики производительности. К  ним относятся:

1. Размер внутренней адресной  таблицы.

2. Размер буфера (буферов)  кадров.

3. Тип коммутации - «на  лету» или с промежуточным  хранением.

4. Производительность внутренней  шины.

5. Производительность процессора  или процессоров.

6. Опишите основные типы подключения к управляемым коммутаторам

Перед тем, как начать настройку  коммутатора, необходимо установить физическое соединение между коммутатором и  рабочей станцией. Существуют два  типа кабельного соединения, используемых для управления коммутатором. Первый тип - через консольный порт (если он имеется у устройства), второй - через  порт Ethernet (по протоколу Telnet или через Web-интерфейс).

Например, управляемые коммутаторы  D-Link имеют консольный порт, который с помощью кабеля стандарта RS-232, входящему в комплект поставки, подключается к последовательному порту компьютера. Подключение по консоли иногда называют `Out-of-Band' подключением. Это означает, что консоль использует отличную от обычного сетевого подключения схему (не использует полосу пропускания портов Ethernet). Она может использоваться для установки и управления коммутатором, даже если нет подключения к сети.

7. Характеризуйте основные три типа VLAN

Коммутаторы позволяют реализовать  три типа VLAN [2, 4, 8]:

1. VLAN на базе портов.

2. VLAN на базе MAC-адресов.

3. VLAN на основе меток  в дополнительном поле кадра  (Стандарт IEEE 802.1q).

8. Что происходит с пакетом, который попадает на порт Tagged одной из VLAN:

Tagging (Маркировка пакета) - процесс добавления в заголовок кадра информации о принадлежности к 802.1q VLAN. Порты, на которых включена маркировка пакетов, могут добавлять в заголовки всех передаваемых пакетов номер VID, информацию о приоритете и пр. Если пакет приходит на порт уже маркированным, то данный пакет не изменяется и таким образом при пересылке сохраняется вся информация о VLAN. Маркировка пакетов в основном применяется для пересылки пакетов между устройствами, поддерживающими стандарт 802.1q VLAN.

9. Что происходит  с пакетом, который попадает  на порт Untagged одной из VLAN

· Untagging - Процесс извлечения информации 802.1q VLAN из заголовка пакета. Порты, на которых включена данная функция, извлекают все информацию, касающуюся VLAN из заголовков, как входящих, так и исходящих пакетов, проходящих через данный порт. Если же пакет не содержит тэг виртуальной сети, то порт не изменяет такой пакет. Данная функция коммутатора применяется при передаче пакетов от коммутаторов, поддерживающих стандарт 802.1q на устройства, не поддерживающие этот стандарт.

10. Назовите два  основных способа создания надежных  каналов связи с помощью управляемых  коммутаторов:

Наиболее распространенным является создание резервных связей между коммутаторами на основе двух технологий:

1. Режим резервирования, когда одно из соединений функционирует,  а остальные находятся в «горячем»  резерве для замены отказавшего  соединения.

2. Режим баланса нагрузки; при этом данные передаются  параллельно по всем альтернативным  соединениям. Для реализации режима  используется объединение портов.

Объединение (агрегатирование) портов (Port Trunking) - это объединение нескольких физических каналов (Link Aggregation) в одну логическую магистраль.

коммутатор концентратор связь конструктивный

11. Какие типы  агрегирования каналов связи  Вы знаете:

Поддерживает два типа агрегирования каналов связи: статическое  и динамическое.

При статическом агрегировании  каналов (установлено по умолчанию), все настройки на коммутаторах выполняются  вручную.

Динамическое агрегирование  каналов основано на спецификации IEEE 802.3ad, которая использует протокол контроля агрегированных линий связи (Link Aggregation Control Protocol - LACP) для того, чтобы проверять конфигурацию каналов и направлять пакеты в каждую из физических линий. Кроме этого, протокол LACP описывает механизм добавления и изъятия каналов из единой линии связи. Для этого, при настройке на коммутаторах агрегированного канала связи, соответствующие порты одного коммутатора должны быть сконфигурированы как «активные», а другого коммутатора как «пассивные». «Активные» порты LACP выполняют обработку и рассылку его управляющих кадров. Это позволяет устройствам, поддерживающим LACP, договориться о настройках агрегированного канала и иметь возможность динамически изменять группу портов, т.е. добавлять или исключать из нее порты. «Пассивные» порты обработку управляющих кадров LACP не выполняют.

Стандарт IEEE 802.3ad применим для  всех типов Ethernet-каналов, и с его  помощью можно строить даже многогигабитные линии связи, состоящие из нескольких каналов Gigabit Ethernet.

12. На основе чего выбирается корневой коммутатор при построении дерева по протоколу STP:

Алгоритм STP требует, чтобы  каждому коммутатору был присвоен идентификатор. Идентификатор коммутатора - 8-байтное поле, которое состоит  из 2-х частей: 2-байтного приоритета, назначенного администратором и 6 байтного МАС-адреса его блока управления.

Каждому порту также назначается  уникальный идентификатор в пределах коммутатора, как правило, это его  МАС-адрес. Каждому порту коммутатора ставится в соответствие стоимость маршрута, соответствующая затратам на передачу кадра по локальной сети через данный порт.

Процесс вычисления связующего дерева начинается с выбора корневого коммутатора (root switch), от которого будет строиться дерево. В качестве корневого коммутатора выбирается коммутатор с наименьшим значением идентификатора. (Первоначально, по умолчанию, все коммутаторы имеют одинаковое значение приоритета, равное 32768. В этом случае, корневой коммутатор определяется по наименьшему МАС-адресу.) Иногда, такой выбор может оказаться далеко не рациональным. Для того чтобы в качестве корневого коммутатора было выбрано определенное устройство (исходя из структуры сети), администратор может повлиять на процесс выборов, присвоив соответствующему коммутатору наименьший идентификатор вручную.

Второй этап работы STP - выбор  корневого порта (root port) для каждого из остальных коммутаторов сети.

Корневой порт коммутатора - это порт, который имеет  по сети кратчайшее расстояние до корневого  коммутатора.

Третий шаг работы STP - определение назначенных портов.

Каждый сегмент в коммутируемой  сети имеет один назначенный порт (designated port). Этот порт функционирует как единственный порт коммутатора, т.е. принимает пакеты от сегмента и передает их в направлении корневого коммутатора через корневой порт данного коммутатора.

Коммутатор, содержащий назначенный порт для данного  сегмента называется назначенным коммутатором (designated bridge) этого сегмента.Назначенный порт сегмента имеет наименьшее расстояние до корневого коммутатора, среди всех портов, подключенных к данному сегменту.

Назначенный порт у сегмента может быть только один. У корневого  коммутатора все порты являются назначенными, а их расстояние до корня  полагается равным нулю. Корневого  порта у корневого коммутатора  нет.

При построении покрывающего дерева важную роль играет понятие  расстояния. По этому критерию выбирается единственный порт, соединяющий каждый коммутатор с корневым коммутатором, и единственный порт, соединяющий  каждый сегмент сети с корневым коммутатором. Все остальные порты переводятся  в резервное состояние, то есть такое, при котором они не передают обычные  кадры данных. При таком выборе активных портов в сети исключаются  петли и оставшиеся связи образуют покрывающее дерево.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Настольные коммутаторы  
 
Настольные коммутаторы предназначены для работы с небольшим числом пользователей. Обычно настольные коммутаторы имеют 5 - 24 порта, каждый из которых поддерживает канал с полосой 10/100 Мбит/сек для подключения одного узла (например, рабочей станции). Дополнительно такой коммутатор может иметь один или несколько портов 1000Base-T для подключения к магистрали или серверу.  
 
Настольные коммутаторы просты в установке и обслуживании, зачастую содержат встроенные plug-and-play программы и имеют упрощенный интерфейс установки параметров. 
 
Примером коммутаторов такого типа является Planet FSD-1603. Это очень простой, качественный и недорогой настольный коммутатор. Он является идеальным решением для постепенного перевода устаревших сетей ETHERNET на высокоскоростные соединения. Кроме того, в этом коммутаторе использованы все последние достижения сетевых технологий, и данный стандарт по праву занимает лидирующее положение в сетевой индустрии.

Planet FSD-1603 лучше всего использовать для небольших сегментов сети на 16-портов 10/100Mbps и передавать трафик сегментов на более сложные и производительные магистральные коммутаторы. Имея серию необходимых для диагностики индикаторов, коммутаторы позволяют легко контролировать работоспособность сети.

Магистральные коммутаторы

На вершине иерархии коммутаторов Ethernet находятся магистральные коммутаторы - устройства для соединения сетей или сегментов, поддерживающие множественную адресацию для своих портов. Такие коммутаторы используются для соединения настольных и групповых коммутаторов, серверов.  
 
Для пользователей, желающих увеличить доступную полосу за счет сегментации, магистральные коммутаторы служат простой, высокопроизводительной и эффективной по стоимости альтернативой маршрутизаторам. Магистральные коммутаторы могут одновременно передавать трафик между несколькими сегментами с полным использованием полосы пропускания среды.  
 
Для магистральных коммутаторов характерно модульное устройство и способность поддерживать до нескольких тысяч MAC-адресов на каждый порт. Установка таких коммутаторов более сложна по сравнению с настольными коммутаторами, главным образом за счет необходимости настройки функций маршрутизации. Резервные источники питания, горячая замена модулей являются обязательными для магистральных коммутаторов элементами, обеспечивающими все возможности технологий коммутации, включая виртуальные сети.  
 
При совместном использовании с настольными коммутаторами, магистральные коммутаторы обеспечивают сквозную (end-to-end) коммутацию, позволяющую избежать большинства проблем, связанных с использованием разделяемой среды (большое количество коллизий, размножение ошибочных пакетов, снижение уровня безопасности). В большинстве мощных приложений магистральные коммутаторы могут служить высокоскоростной магистралью между настольными коммутаторами 10/100 Мбит/сек и серверами, подключенными по каналу 1000 Мбит/сек.  
 
Ярким примером таких коммутаторов является Planet WGSW-14020, который поддерживает стекирование до 8 коммутаторов под одним IP адресом через порты коммутатора на расстояниях до 800м. При этом шина управления разделена с коммутирующей, поэтому управление не отражается на пропускной способности коммутатора. Таким образом коммутаторы позволяют получить 128 гигабитных портов в стеке.

Мощные функции  управления позволяют реализовывать  через консольный порт, WEB, telnet с поддержкой SNMP MIB II, Bridge MIB и enterprise private MIB. Поддержка 255 групп IEEE 802.1Q VLAN позволит разделить сеть на виртуальные подсети. Агрегирование портов до 8 групп на каждом коммутаторе. Коммутатор позволяет выявить проблемы трафика с помощью зеркалирования двух портов.

Коммутаторы для  рабочих групп

Коммутаторы рабочих  групп используются главным образом  для соединения изолированных настольных коммутаторов или концентраторов с  остальными частями сети. Эти устройства объединяют в себе свойства как настольных, так и магистральных коммутаторов.  
 
Подобно магистральным коммутаторы рабочих групп могут поддерживать множественную адресацию (до нескольких тысяч MAC-адресов) и позволяют использование в качестве маршрутизаторов. Как и настольные коммутаторы они могут служить для подключения к портам отдельных узлов.  
 
Соединение 100 Мбит/сек между коммутатором и пользовательским узлом (рабочей станцией) чаще всего выполняется кабелем на основе неэкранированных скрученных пар (UTP), а для скоростного порта используются скрученные пары или оптический кабель. Групповые коммутаторы могут поддерживать несколько тысяч MAC-адресов на устройство с портами, используемыми для подключения небольшого числа концентраторов или магистралей.  
 
К коммутаторам данного типа относится например Planet WGS3-2620. Это 26 портовый коммутатор 3 уровня с 24 портами 10/100Mbps и 2 портами 1000Mbps. Все порты коммутатора работают по витой паре категории 5 и выше на 2 и 3 уровне коммутации. Неблокируемая архитектура с пропускной способностью 8.53Gbps позволяет осуществлять коммутацию на уровнях Layer 2 и Layer3 на полной скорости работы среды. Коммутатор поддерживает до 256 IP подсетей на 3 уровне и 256 VLAN IEEE802.1Q на втором уровне.