Головина О. Б., Доронин Е. М
|
Скачать 413.47 Kb.
|
1 2
Рис. 2.3. Типовой узел доступа ISPСамым популярным интерфейсом для подключения пользователей к сети Интернет является Ethernet. Для организации узла доступа провайдер может использовать коммутаторы Ethernet и модемы FlexDSL Discovery с поддержкой VLAN, реализующие функции моста между сетью оператора и локальными сетями клиентов. 2.3. Назначение оборудования абонентского доступа серии FlexDSL Discovery Материал взят и обработан из методического пособия в формате .pdf «FG-PAM-SAN-Eth, FG-PAM-SAN-Eth/FXO, FG-PAM-SAN-Eth/FXS, FG-PAM-SAN-Eth/Spl: устройство абонентского доступа, техническое описание и руководство по эксплуатации», версия 0.3, НТЦ НАТЕКС 2003 год [4]. Устройство FlexDSL Discovery принадлежит к классу оборудования для организации высокоскоростного абонентского доступа в Internet или объединения локальных сетей. Для передачи информации по витой паре используется канальное кодирование PAM. FlexDSL Discovery обеспечивает организацию связи по одной витой паре. Диапазон скоростей, обеспечиваемых устройством, от 72 кбит/с до 2320 кбит/с. Дальность связи до 3.9 км на скорости 2320 кбит/с и до 8.2 км на скорости 72кбит/с (среднестатистические данные для кабеля ТПП-0.4). ТПП − телефонный кабель с полиэтиленовой изоляцией в полиэтиленовой оболочке с экраном из алюминиевой ленты. Преимущественные места прокладки − в телефонной канализации, в коллекторах, шахтах, по стенам зданий. Параметры работы устройства могут быть записаны в энергонезависимое ЗУ. Поддерживается сохранение до 4-х различных конфигураций. В качестве пользовательского интерфейса используется 10/100Base-T интерфейс. Устройство работает в режиме прозрачного моста с динамическим накоплением MAC адресов. Устройство предназначено для установки, как на абонентской стороне, так и на станционной стороне цифрового канала связи и соединения со стоечным модулем FlexDSL Discovery, установленным на стороне оператора. Так же возможно соединение двух модемов во внешнем исполнении между собой, например, для организации связи между ЛВС филиалов. Наличие голосовых интерфейсов FXO/FXS (или частотного разделителя − сплиттера) позволяет использовать одну физическую пару как для передачи данных, так и для подключения телефона. Модемы имеют широкие возможности для мониторинга и управления, поддерживают загрузку новых версий программного обеспечения через последовательный порт “MONITOR”. Базовая модель FG-PAM-SAN-Eth • симметричная высокоскоростная передача данных по одной или двум ненагруженным медным витым парам с волновым сопротивлением 135 Ом в соответствии с ETSI TS 101 135; • линейное кодирование ITU-T G.991.2 (G.shdsl); • линейная скорость от 72 кбит/с до 2320 кбит/с; • ручной или автоматический режим выбора линейной скорости; • пользовательский интерфейс Ethernet 10/100Base-T, дуплекс/полудуплекс; • поддержка функции моста RFC1483 (bridging) с динамическим построением таблиц МАС адресов; • передача VLAN пакетов стандарта IEEE-802.1q; • накопление до 1024 MAC адресов; • предоставление пользователю до 95% полосы цифрового канала; • встроенные функции диагностики и самотестирования; • легкость применения, низкая потребляемая мощность; • консольный порт для локального управления; • питание от сети общего пользования 220В. Модель FG-PAM-SAN-Eth/FXS/FXO • до 2-х независимых голосовых каналов ITU-T G.711. Модель FG-PAM-SAN-Eth/Spl • полоса голосового канала 300-3400 Гц; • дополнительное ослабление частотным разделителем не более 1.5 dBm (комплект аппаратуры с двух сторон); • нелинейность не более 0.7 dBm. Функции и алгоритмы прозрачных мостов Мост − это устройство, которое обеспечивает взаимосвязь двух или нескольких локальных сетей посредством передачи кадров из одной сети в другую с помощью их промежуточной буферизации. Мост, в отличие от повторителя, не старается поддержать побитовый синхронизм в обеих объединяемых сетях. Вместо этого он выступает по отношению к каждой из сетей как конечный узел. Он принимает кадр, буферизует его, анализирует адрес назначения кадра и только в том случае, когда адресуемый узел действительно принадлежит другой сети, он передает его туда. Алгоритм работы прозрачного моста.Прозрачные мосты незаметны для сетевых адаптеров конечных узлов, так как они самостоятельно строят специальную адресную таблицу, на основании которой можно решить, нужно передавать пришедший кадр в какой-либо другой сегмент или нет. Сетевые адаптеры при использовании прозрачных мостов работают точно так же, как и в случае их отсутствия, то есть не предпринимают никаких дополнительных действий, чтобы кадр прошел через мост. Алгоритм прозрачного моста не зависит от технологии локальной сети, в которой устанавливается мост, поэтому прозрачные мосты Ethernet работают точно так же, как прозрачные мосты FDDI. Прозрачный мост строит свою адресную таблицу на основании пассивного наблюдения за трафиком, циркулирующим в подключенных к его портам сегментах. При этом мост учитывает адреса источников кадров данных, поступающих на порты моста. По адресу источника кадра мост делает вывод о принадлежности этого узла тому или иному сегменту сети. Рассмотрим процесс автоматического создания адресной таблицы моста и ее использования на примере простой сети, представленной на рис. 2.4.  Рис. 2.4. Принцип работы прозрачного моста Мост соединяет два логических сегмента. Сегмент 1 составляют компьютеры, подключенные с помощью одного отрезка кабеля к 1 порту моста, а сегмент 2 - компьютеры, подключенные с помощью другого отрезка кабеля к 2 порту моста. Каждый порт моста работает как конечный узел своего сегмента за одним исключением - порт моста не имеет собственного МАС - адреса. Порт моста работает в так называемом неразборчивом (promisquous) режиме захвата пакетов, когда все поступающие на порт пакеты запоминаются в буферной памяти. С помощью такого режима мост следит за всем трафиком, передаваемым в присоединенных к нему сегментах, и использует проходящие через него пакеты для изучения состава сети. Так как в буфер записываются все пакеты, то адрес порта мосту не нужен. В исходном состоянии мост ничего не знает о том, компьютеры с какими МАС - адресами подключены к каждому из его портов. Поэтому в этом случае мост просто передает любой захваченный и буферизованный кадр на все свои порты за исключением того, от которого этот кадр получен. В нашем примере у моста только два порта, поэтому он передает кадры с 1 порта на 2 порт, и наоборот. Отличие работы моста в этом режиме от повторителя в том, что он передает кадр не побитно, а с буферизацией. Когда мост собирается передать кадр с сегмента на сегмент, например с сегмента 1 на сегмент 2, он заново пытается получить доступ к сегменту 2 как конечный узел по правилам алгоритма доступа. Одновременно с передачей кадра на все порты мост изучает адрес источника кадра и делает новую запись о его принадлежности в своей адресной таблице, которую также называют таблицей фильтрации или маршрутизации. Например, получив на свой 1 порт кадр от компьютера 1, мост делает первую запись в своей адресной таблице: МАС - адрес 1 - порт 1. Если все четыре компьютера данной сети проявляют активность и посылают друг другу кадры, то скоро мост построит полную адресную таблицу сети, состоящую из 4 записей − по одной записи на узел. После того как мост прошел этап обучения, он может работать более рационально. При получении кадра, направленного, например, от компьютера 1 компьютеру 3, он просматривает адресную таблицу на предмет совпадения ее адресов с адресом назначения 3. Поскольку такая запись есть, то мост выполняет второй этап анализа таблицы - проверяет, находятся ли компьютеры с адресами источника (в нашем случае - это адрес 1) и адресом назначения (адрес 3) в одном сегменте. Так как в нашем примере они находятся в разных сегментах, то мост выполняет операцию продвижения (forwarding) кадра − передает кадр на другой порт, предварительно получив доступ к другому сегменту. Если бы оказалось, что компьютеры принадлежат одному сегменту, то кадр просто был бы удален из буфера и работа с ним на этом бы закончилась. Такая операция называется фильтрацией (filtering). Если же адрес назначения неизвестен, то мост передает кадр на все свои порты, кроме порта - источника кадра, как и на начальной стадии процесса обучения. Входы адресной таблицы могут быть динамическими, создаваемыми в процессе самообучения моста, и статическими, создаваемыми вручную администратором сети. Динамические входы имеют срок жизни - при создании или обновлении записи в адресной таблице с ней связывается отметка времени. По истечении определенного тайм-аута запись помечается как недействительная, если за это время мост не принял ни одного кадра с данным адресом в поле адреса источника. Статические записи не имеют срока жизни, что дает администратору возможность подправлять работу моста, если это необходимо. Кадры с широковещательными МАС-адресами передаются мостом на все его порты, как и кадры с неизвестным адресом назначения. Такой режим распространения кадров называется затоплением сети (flood). Наличие мостов в сети не препятствует распространению кадров с широковещательным адресом по всем сегментам сети, сохраняя ее прозрачность. Однако это является достоинством только в том случае, когда широковещательный адрес выработан корректно работающим узлом. Однако часто случается так, что в результате каких-либо программных или аппаратных сбоев протокол верхнего уровня или сам сетевой адаптер начинают работать некорректно и постоянно с высокой интенсивностью генерировать кадры с широковещательным адресом в течение длительного промежутка времени. Мост в этом случае передает эти кадры во все сегменты, затапливая сеть ошибочным трафиком. Такая ситуация называется широковещательным штормом (broadcast storm). К сожалению, мосты не защищают сети от широковещательного шторма, во всяком случае, по умолчанию, как это делают маршрутизаторы. Максимум, что может сделать администратор с помощью моста для борьбы с широковещательным штормом, − установить для каждого узла предельно допустимую интенсивность генерации кадров с широковещательным адресом. Но при этом нужно точно знать, какая интенсивность является нормальной, а какая − ошибочной. При смене протоколов ситуация в сети может измениться, и то, что вчера считалось ошибочным, сегодня может оказаться нормой. Таким образом, мосты располагают весьма грубыми средствами борьбы с широковещательным штормом. Вот пример применения модема FG-PAM-SAN-Eth в режиме прозрачного моста.  Рис. 2.5. Модем FG-PAM-SAN-Eth в режиме прозрачного моста, «PC» На рис. 2.5 объединяем 2 компьютера с помощью модемов FG-PAM-SAN-Eth. Задействованы разъёмы «PC» и «xDSL». Через разъём «PC» подключаются компьютеры, а через разъём «xDSL» организуется выделенная физическая линия для обмена информацией между двумя пользователями.  Рис. 2.6. Модем FG-PAM-SAN-Eth в режиме прозрачного моста «HUB» На рис. 2.6 показано установление соединения между двумя ЛВС (локальная вычислительная сеть) с использованием модемов серии FG-PAM-SAN-Eth. Задействованы разъёмы «HUB» и «xDSL». Через разъём «HUB» подключаемся к локальной сети, а через разъём «xDSL» организуется выделенная физическая линия для обмена информацией между двумя ЛВС. 2.4. Описание устройства FlexDSL FG-PAM-SAN-Eth Вид модема во внешнем исполнении:  На задней панели модема FG-PAM-SAN-Eth находятся: − разъем подключения питания модема «12V». Подключение модема к сети общего пользования производиться при помощи внешнего блока питания; − разъем «MONITOR» для управления модемом и сбора статистики; − разъемы «PC» и «HUB» для подключения модема к ЛВС при помощи прямого Patch Cord (Соответственно к PC или HUB). − разъем «xDSL» для подключения модема к выделенной физической линии.  На передней панели модема находятся 3 светодиода, их значения можно посмотреть в табл. 2.1.  Таблица 2.1 Различные варианты светодиодов и их значения
Типы разъёмов:
 Последовательность подключения модема. При подключении модема следует придерживаться следующей последовательности действий: − подсоединить модем к контуру заземления через болт заземления; − подключить модем к сетевому концентратору HUB через разъем HUB или к компьютеру через разъем PC. Для подключения используется прямой Patch Cord  (от англ. patching cord − коммутационный кабель) − одна из составных частей структурированной кабельной системы. Представляет собой электрический кабель для подключения одного электрического устройства к другому, может быть любых типов и размеров, на одном или обоих концах кабеля обязательно присутствуют соответствующие соединяемым устройствам коннекторы,Внимание! Одновременно может быть подключено только одно устройство. − при необходимости можно подключить модем к последовательному порту компьютера через разъем «MONITOR», используя прямой модемный кабель; − подключить модем к линии через разъем «xDSL»; − подсоединить источник питания к сети общего пользования; − подключить телефонный аппарат (модель с FXS); − подключить модем к сетевому адаптеру через разъем «12V»; − запустить на компьютере программу терминальной оболочки. 3. Конфигурирование модема FlexDSL FG-PAM-SAN-Eth Главное меню модема FG-PAM-SAN-Eth имеет следующий вид.  − подменю «Performance management» содержит информацию о текущем состоянии модема и установленных параметрах; − подменю «Configuration management» позволяет изменять параметры модема и сохранять/восстанавливать их из энергонезависимого ЗУ; − подменю «Security management» позволяет установить пароль на доступ к управлению модемом через порт «MONITOR»; − команда «Exit Console» заканчивает сеанс конфигурирования модема. Если был установлен пароль на доступ к модему, он будет запрошен перед началом следующего сеанса конфигурирования. Подменю рабочими характеристиками (Performance management).  В подменю статистики необходимо выбрать интерфейс, по которому требуется наблюдать статистику работы. Для получения информации работы по DSL линии выберите «Loop Status», для информации работы Ethernet интерфейса, выберете «Ethernet Status». Состояние DSL интерфейса. Для получения информации о работе DSL интерфейса выберите «Loop Status». На экране появиться следующая информация:  − System Up Time − время работы модема после включения; − Loop Up Time − время текущего соединения; − Operation State − состояние модема; − Line Speed − линейная скорость; − Rx Gain − входной уровень сигнала; − TX Power − выходной уровень сигнала; − S/N Ratio − отношение сигнал – шум; − Framer Sync − состояние синхронизации фреймера; − Operation Mode − режим ведущего или ведомого; − Auto/Fixed − автоматический или фиксированный выбор скорости при соединении; − Loop Attenuation − ослабление сигнала в линии; − Appendix − значение параметра Appendix; − Maximum Speed − максимальная скорость при автоматическом соединении или устанавливаемая скорость при фиксированном режиме установки соединения; − Min. Speed − минимальная скорость при автоматическом соединении состояние Ethernet интерфейса. Команда Disconnect производит разрыв соединения. Восстановление соединения происходит с новыми параметрами, если они были изменены. Состояние Ethernet интерфейса. Для получения информации о работе Ethernet интерфейса выберите «Loop Status». На экране появиться следующая информация:  − Link − состояние физического соединения; − Link Speed − скорость соединения; − Link Duplex − поддержка дуплекса или полудуплекса; − Used Entries − количество МАС адресов в таблице; − TX Packets − количество принятых из ЛВС пакетов; − RX Packets − количество переданных в ЛВС пакетов; − Fwd Packets − количество переданных через DSL интерфейс пакетов; − Drop Packets – количество отброшенных пакетов. Установки Ethernet параметров модема: − Speed − скорость соединения; − Duplex − поддержка дуплекса или полудуплекса. Команда «Clear Counters» производит сброс счетчиков пакетов Оценка пропускной способности. Меню «Performance Status» отображает количество ошибочных блоков, ошибочных секунд и количество секунд с серьезными ошибками (согласно рекомендации G.826) за различные периоды времени. Подменю конфигурации Configuration Management.  − [Operation Mode] − определение ведущего и ведомого модема. STU-C (Master) − ведущий, STU-R (Slave) − ведомый. Необходимо, чтобы эти параметры были разные на паре модемов образующих соединение. Рекомендуется устанавливать режим MASTER на стороне провайдера; − [Auto/Fixed] − выбор ручного или автоматического режима соединения; − Line Speed Setup − подменю определения скоростей соединения. Параметры вступают в силу только при следующем соединении; − Ethernet Setup − подменю определения параметров Ethernet; − Console Security − установка пароля на доступ к управлению и конфигурированию модемом. Подменю Line Speed Setup.  − [Min. Connection Speed] − минимальная скорость соединения; − [Max. Connection Speed] − максимальная скорость соединения; − [Appendix] − выбор значения Apendix; − [Tx Level Adjustment] − подстройка выходного уровня сигнала. Подменю Ethernet Setup.  Подменю конфигурации Profile. Позволяет сохранять и загружать до 4-х различных профилей. При включении питания загружается нулевой профиль. Подменю Console Security ВНИМАНИЕ: восстановить доступ к модему, на который был утрачен пароль можно только путем замены микропрограммного кода в сертифицированных сервисных центрах. 4. Словарь терминов 2B1Q (2 Binary + 1 Quaternary) − тип линейного кода, при котором происходит кодирование каждых двух символов входящей цифровой последовательности одним линейным символом. Bridge (мост) − устройство, соединяющее две или несколько физических сетей и передающее пакеты из одной сети в другую. Мосты могут фильтровать пакеты, т.е. передавать в другие сегменты или сети только часть трафика, на основе информации канального уровня (MAC-адрес). Если адрес получателя присутствует в таблице адресов моста, кадр передается только в тот сегмент или сеть, где находится получатель. DSL (Digital Subscriber Line – цифровая линия) − обобщенное название группы цифровых технологий, обеспечивающей скоростную передачу информации по физическим линиям типа "витая пара", используемых обычно для подключения телефонов. Ethernet − стандарт организации локальных сетей Ethernet по стандарту IEEE 802.3. Использует полосу 10 Мбит/с и метод доступа к среде CSMA/CD. Hub − концентратор локальной сети − устройство, обеспечивающее подключение к ней компьютеров и другого сетевого оборудования. IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers − Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике) − организация, координирующая разработку компьютерных и коммуникационных стандартов. В частности, институт подготовил группу стандартов 802 для локальных сетей. Членами IEEE являются ANSI и ISO. IEEE 802.1d − стандарт IEEE для мостов, объединяющих LAN. Включает протокол Spanning Tree для предотвращения петель в системах с резервированием каналов. Internet − всемирная компьютерная сеть, содержащая крупные национальные магистральные сети и огромное количество региональных и локальных сетей по всему миру. Сеть Internet использует набор протоколов IP. IP (Internet Protocol – основной протокол сетевого уровня) − протокол сетевого уровня из набора протоколов Internet. Описывает программную маршрутизацию пакетов и адресацию устройств. Стандарт используется для передачи через сеть базовых блоков данных и дейтаграмм IP. Обеспечивает передачу пакетов без организации соединений и гарантии доставки. ISO (International Organization for Standardization − Международная организация по стандартизации) − ассоциация национальных организаций по стандартизации, обеспечивающая разработку и поддержку глобальных стандартов в сфере коммуникаций и обмена информацией. Хорошо известна семиуровневая модель OSI/ISO, определяющая стандарты взаимодействия компьютеров в сетях. ITU (International Telecommunication Union – Международный телекоммуникационный союз) − международная организация, занимающаяся разработкой стандартов в области передачи информации. LAN (Local Area Network − локальная сеть, ЛВС) − объединенные скоростным каналом компьютеры и другие устройства, расположенные на незначительном удалении друг от друга и управляемые специальной операционной системой. В LAN включаются различные устройства: серверы, рабочие станции, принтеры и др. Несколько LAN можно связать между собой в распределенную сеть. LTU (Line Termination Unit) − блок линейного окончания. MSDSL (Multispeed DSL − многоскоростная DSL) − метод организации DSL, позволяющий адаптивно изменять скорость обмена информацией и, как следствие, частотную полосу линейного сигнала в зависимости от качества линии или ее длины. NTU (Network Termination Unit) − блок сетевого окончания. RJ45 − восьмиконтактный модульный разъем, используемый в локальных сетях и системах передачи данных. SDSL (Symmetrical Digital Subscriber Line – симметричная цифровая линия) − симметричная DSL. Обеспечивает высокоскоростную (0,1−2048 Мбит/с и выше) двустороннюю передачу по одной витой паре. Скорости передачи в обоих направлениях равны. Splitter − устройство представляющее собой комбинацию фильтров и позволяющее передавать сигналы аналоговой телефонии по линии, занятой под цифровую передачу. TC-PAM (Trellis Coded Phase-Amplitude Modulation – Фазово-амплитудная модуляция с кодированием Треллиса) − тип линейного кода, при котором происходит кодирование каждых трёх символов входящей цифровой последовательности одним линейным символом. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В учебном пособии рассмотрены назначение и примеры использования устройства абонентского доступа FlexDSL FG-PAM-SAN-Eth. Производителем данного устройства выступает фирма НТЦ НАТЕКС. Для лучшего уяснения вопросов функционирования устройства описаны этапы развития технологий xDSL, назначение оборудования высокоскоростного доступа в Internet FlexDSL Discovery и оборудования абонентского доступа серии FlexDSL Discovery. Подробное описание устройства FlexDSL FG-PAM-SAN-Eth и последовательность его подключения, а также порядок конфигурирования могут служить практическим руководством при работе с модемом FlexDSL FG-PAM-SAN-Eth. Словарь терминов упрощает работу с пособием. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
|
1 2
Похожие:
 |
Посвящается памяти профессора Веры Александровны Мусселиус Авторы: Н. А. Головина, Ю. А. Стрелков, В. Н. Воронин, П. П. Головин, Е. Б. Евдокимова, Л. Н. Юхименко |