СКС: не успевший на войну, но очень популярный

Основные задачи структурированной кабельной системы:

• объединить, упорядочить и систематизировать (единая маркировка кабелей) в единую систему с общим управлением существующие сети;
• обеспечить возможность изменения конфигурации, расширения масштабов и функций системы с минимальными затратами (от 50 – 50 000 пользователей на площади до 1 000 000 м.кв.);
• создать универсальную среду передачи разнотипных сигналов (аудио, видео, информация и др.);
• обеспечить подключение, интеграцию и стабильную работу любого оборудования и стандартных приложений разных производителей;
• минимизировать затраты на администрирование и обслуживание сети;
• повысить надежность, безопасность, функциональность, оперативность и экономичность работы слаботочных систем;

До появления СКС эти задачи частично решались за счет интеграции компьютерных и телефонных сетей, которые действуют и по ныне, но они не предназначены для решения фундаментальных задач, менее гибкие в настройках, имеют ограниченные возможности по расширению функционала и масштабам. В отличии от уже устаревших компьютерных и телефонных линий, сети СКС имеют такие преимущества:

• функциональны и позволяют настроить систему под индивидуальные потребности Пользователя;
• длительный срок службы;
• высокая скорость передачи данных от 100 Кбит/сек речевых приложений до 10 Гбит/сек информационных приложений
• используют несколько типов передающих сред (коаксиальный кабель, UTP, STP, оптическое волокно);
• передают разнотипные сигналы (аудио, видео, информация и др.);
• могут состоять из компонентов разных производителей;
• обеспечивают одновременную работу нескольких поколений компьютерных сетей (при усовершенствовании техники не надо менять кабельные сети);
• позволяют оперативно и экономично менять схемы подключения СКС, создавать новые рабочие места, без прокладки дополнительных кабельных линий;
• дают возможность менять расположение пользователей без изменения персональных данных (адресов, телефонных номеров, паролей, прав доступа, классов обслуживания);
• удобней и экономичней в обслуживании, позволяют выявлять, локализовывать и устранять неисправности в короткие сроки, за счет применения модульной системы;

Внедрение структурированных кабельных систем значительно сокращает эксплуатационные расходы, увеличивает скорость, качество и безопасность обмена информацией и тем самым улучшает взаимодействие сотрудников, положительно сказывается на качестве обслуживания клиентов и деятельности компании в целом.

Виды скс в офисах

Для построения офисных СКС используются многопарные медные кабели Категории 5е и 6 и/или волоконно-оптические. В крупных СКС оптимальным решением часто является использование комбинированных схем, сочетающих медную витую пару и оптоволокно в магистральных соединениях.

Выбор СКС — ответственное решение, способное повлиять на функционирование всей локальной сети. По оценкам аналитиков, от 50 до 75% проблем с работой сети прямо или косвенно связано с кабельной системой. Учитывая это, имеет смысл потратить чуть больше средств, чтобы получить более надежную систему.

Проектирование и монтаж структурированной кабельной системы выполняются в соответствии с международными или российскими стандартами. СКС характеризуют стандартная структура (топология), логичная маркировка компонентов, тестирование на соответствие заявленной категории и подробная документация.

Каждое рабочее место должно оснащаться двумя телекоммуникационными розетками не менее чем с одним портом или одной розеткой с двумя портами.

Для скрытой прокладки кабелей используют конструкцию стен, полов, потолков, но это не всегда возможно. Скрытая прокладка кабелей предусматривает установку встроенных розеток или монтаж напольных лючков. Варианты открытой прокладки включают лотки, короба, миниколонны.

Подключение оборудования рабочей зоны в любом случае выполняют коммутационными кабелями (шнурами). Их используют также для соединения портов коммутационных панелей. В распределительных пунктах для установки коммутационных панелей и сетевого оборудования служат напольные/настенные шкафы, телекоммуникационные стойки.

 Удобство эксплуатации локальной сети зависит и от маркировки СКС. Цветовая маркировка согласно требованиям стандарта TIA/EIA-606-А позволяет различать назначение кабелей и портов.

Стандартом J-STD-607-A 2002 года определено обязательное телекоммуникационное заземление СКС, независимо от наличия экранированных линий. Основное его назначение – обеспечение балансировки приемо-передатчиков локальной сети.

Прокладка параллельно силовым кабелям ухудшает качество передачи данных по слаботочным линиям. Для уменьшения этого влияния нужно выдержать минимально допустимые расстояния, зависящие от напряжения и мощности нагрузки. Данное требование не относится к волоконно-оптическим кабелям.

Категории и классы скс

В конце 1999 года Ассоциация телекоммуникационной промышленности совместно с Ассоциацией электронной промышленности утвердили Приложение ANSI/TIA-568-A-5 «Спецификации параметров передачи 4-парных 100-омных кабельных систем Категории 5е». В сентябре 2000 года вступили в действие стандарты класса D (аналогичные Категории 5е), принятые международной и европейской организациями стандартизации.

В стандарте EIA/TIA-568B для кабельных линий и для компонентов (кабелей и разъемов) определены следующие категории:

• Категория 3 (полоса частот до 16 МГц);

• Категория 5e (до 100 МГц);

• Категория 6 (250 МГц);

• Категория 6A (500 МГц).

 В скобках указана шенноновская пропускная способность100-метрового кабельного тракта на элементной базе соответствующей категории.

В стандарте ISO 11801-2002 и EN 50173 определены соответствующие классы:

• Класс С (до 16 МГц);

• Класс D (до 100 МГц);

• Класс E (до 250 МГц);

• Класс E(A) (до 500 МГц);

• Класс F(A) (до 600 МГц).

Кабель Категории 6 становится все более популярным в офисных СКС благодаря своей высокой производительности и запасу по характеристикам.

 Доля кабелей разных категорий на уровне горизонтальной подсистемы (данные по миру).

Тем временем в офисных сетях появились задачи, где скорости 1 Гбит/с может уже не хватать.

Коммутаторы ethernet c фиксированной конфигурацией и модульные коммутаторы

Модульные коммутаторы обеспечивают масштабируемую производительность, гибкость конфигураций и возможности поэтапного расширения. Коммутаторы с фиксированной конфигурацией позволяют строить сетевую инфраструктуру для решения широкого спектра задач, включая построение сетей комплексов зданий, филиалов крупных предприятий, организации среднего размера, а также предприятий SMB

Коммутаторы фиксированной конфигурации обычно поддерживают до 48 портов. Иногда есть возможность установить дополнительные порты SFP/SFP .

С помощью аплинков SFP многие коммутаторы можно подключать к верхнему уровню – ядру сети, обеспечивая высокую производительность и балансировку нагрузки по всем каналам. Высокая плотность портов позволяет эффективнее использовать ограниченное пространство и питание.

Модульные коммутаторы обычно представляют собой высокопроизводительные платформы, поддерживающие широкий спектр протоколов L3, гибкий набор интерфейсов, виртуализацию сервисов и оптимизацию приложений, сетевые кластеры (SMLT, SLT, RSMLT). Они могут использоваться в ядре крупных и средних сетей, в сетях ЦОД (ядро сети и концентрация подключений серверов).

Типовые функции модульного коммутатора.

Модульные коммутаторы могут иметь очень высокую плотность портов за счет добавления модулей расширения. Например, некоторые поддерживают более 1000 портов. В больших корпоративных сетях, к которым подключаются тысячи устройств, лучше использовать именно модульные коммутаторы. В противном случае потребуется множество коммутаторов с фиксированной конфигурацией.

 Cisco Catalyst 6800 — модульные коммутаторы для кампусных сетей с поддержкой 10/40/100G. Расширяемая платформа высотой 4,5 RU содержит от 16 до 80 портов 1/10GE с поддержкой BGP и MPLS.

Коммутаторы l1-l4

Чем выше уровень, на котором коммутатор работает по сетевой модели OSI, тем сложнее и дороже устройство, более развита его функциональность.

Коммутаторы 1 уровня (хабы и повторители) функционируют на физическом уровне и обрабатывают не данные, а электрические сигналы. Такое оборудование сейчас практически не производится.

Коммутаторы 2 уровня работают на канальном уровне с кадрами (фреймами), могут выполнять их анализ, определять отправителя и получателя. Они оперируют только с MAC-адресами, а различать IP-адреса не умеют. К таким устройствам относятся все неуправляемые коммутаторы и некоторые модели управляемых

• RMON (4 группы: Statistic, History, Alarm и Event)
• Два уровня паролей — пароль пользователя и резервный пароль.
• Профиль доступа и приоритезации трафика
• Сегментация трафика
• Контроль полосы пропускания
• Функции Port Security (ограничение кол-ва MAC на заданном порту)
• Контроль доступа IEEE 802.1x на основе портов / MAC-адресов
• Журналирование событий при помощи Syslog
• Поддержка TACACS, RADIUS, SSH
• Обновление ПО и сохранение файла конфигурации на внешнем носителе
• Поддержка IEEE 802.1Q VLAN (на основе меток)
• Приоритезация пакетов IEEE 802.1p и 4 очереди
• Spanning Tree protocol (IEEE 802.1D)
• Rapid Spaning Tree protocol (IEEУ 802.1w)
• Контроль широковещательных штормов
• Поддержка объединения портов в транк — Link Aggregation (IEEE 802.3ad Static mode)
• Зеркалирование портов (трафик множества портов, на один выбранный порт)
• TFTP / BOOTP / DHCP клиент
• Поддержка TELNET, встроенный WEB-сервер
• CLI — интерфейс коммандной строки
• IGMP для ограничения широковещательных доменов в VLAN
• SNMP v1/v3

Общие функции коммутаторов L2.

Коммутаторы L2 составляют коммутационные таблицы, поддерживают протокол IEEE 802.1p (приоритезацию трафика), протокол IEEE 802.1q (VLAN), IEEE 802.1d (Spanning Tree Protocol, STP), применяемый для повышения отказоустойчивости сети, IEEE 802.1w (Rapid Spanning Tree Protocol, RSTP) с более высокой устойчивостью и меньшим временем восстановления или более современный IEEE 802.

Коммутаторы 3 уровня работают на сетевом уровне. К ним относится ряд моделей управляемых коммутаторов, маршрутизаторы. Они могут маршрутизировать сетевой трафик и перенаправлять его в другие сети, поддерживают работу с IP-адресами и установку сетевых соединений.

Таким образом, они фактически являются маршрутизаторами, которые реализуют механизмы логической адресации и выбора пути доставки данных (маршрута) с использованием протоколов маршрутизации (RIP v.1 и v.2, OSPF, BGP, проприетарные протоколы). Традиционно коммутаторы L3 используются в локальных и территориальных сетях для обеспечения передачи данных большого количества подключенных к ним устройств, в отличие от маршрутизаторов, осуществляющих доступ к распределенной сети (WAN).

Коммутаторы 4 уровня функционируют на транспортном уровне и поддерживают работу с приложениями, обладают некоторыми интеллектуальными функциями. Они могут определять порты TCP/UDP для идентификации приложений, биты SYN и FIN, обозначающие начало и конец сеансов, распознавать информацию в заголовках сообщений. Различается и конструкция коммутаторов.

Коммутаторы в архитектуре sdn/nfv

С расширением функциональности оборудования сети станут более высокоскоростными и интеллектуальными. Производительность современных моделей коммутаторов ядра сети составляет до 1,5 Тбит/с и выше, и традиционный путь развития предполагает дальнейшее наращивание их мощности.

Сейчас широко обсуждается концепция SDN (Software Defined Networking). Основная суть SDN состоит в физическом разделении уровня управления сетью (Control Plane) и уровня передачи данных (Forwarding) за счет переноса функций управления коммутаторами в ПО, работающее на отдельном сервере (контроллере).

 Цель SDN– гибкая, управляемая, адаптивная и экономичная архитектура, которая способна эффективно адаптироваться под передачу больших потоков разнородного трафика.

SDN-коммутаторы, как правило, используют протокол управления OpenFlow. Большинство коммутаторов SDN поддерживают одновременно и стандартные сетевые протоколы. В настоящее время область применения SDN – в основном серверные фермы ЦОД и нишевые решения, где SDN удачно дополняет другие технологии. На российском рынке технология SDN наиболее востребована операторами публичных облаков.

Network Functions Virtualization (NFV), виртуализация сетевых функций, нацелена на оптимизацию сетевых сервисов за счет отделения сетевых функций (например, DNS, кэширование и пр.) от реализации аппаратного обеспечения. Считается, что NFV позволяет универсализировать программное обеспечение, ускорить внедрение новых функций сети и служб, и при этом не требует отказа от уже развернутой сетевой инфраструктуры.

 По данным опроса CNews Analytics (2022 год), российские заказчики в целом оптимистично оценивают перспективы технологий SDN и NFV, позволяющих сократить капитальные затраты и ускорить ввод новых сервисов.

Прогнозы SDN и NFV в России носят пока разноречивый характер. По оценкам J’son & Partners, объем российского сегмента SDN в 2022 году составит 25–30 млн. долл. Основными пользователями SDN и NFV станут владельцы крупных ЦОД и федеральные операторы связи.

Тем временем производители коммутаторов для корпоративного сегмента рынка предлагают высокоскоростное оборудование с более низкой стоимостью владения, возможностями гибкого построения сетей, функциями поддержки различных классов приложений и расширенными средствами безопасности.

Коммутаторы в цод: ethernet, fibre channel, infiniband

Для высокопроизводительной коммутации серверов и систем хранения сегодня используется большой спектр технологий и устройств – коммутаторы Ethernet, Fibre Channel, InfiniBand и др.

Для сети ЦОД классическая трехуровневая архитектура может быть слишком сложна и избыточна.

В виртуализированных и облачных ЦОД, где преобладает «горизонтальный» трафик между серверами и виртуальными машинами, на помощь приходит конфигурация «ствол и листья» (Spine-Leaf). Иногда такую конфигурацию называют «распределенным ядром». Часто также используют термин «Ethernet-фабрика».

 Spine-коммутаторы можно рассматривать как распределенное ядро, только вместо одного-двух коммутаторов ядра оно сформировано из большого числа коммутаторов «ствола» с высокой плотностью портов.

Плюсы такой конфигурации следующие: горизонтальный трафик между «листьями» гарантированно идет с одним хопом, через «дерево», поэтому задержка предсказуема, при отказе оборудования меньше страдает производительность, да и масштабировать такую конфигурацию легче.

Растет потребность и в более высокой скорости передачи данных. За предыдущие годы создано шесть стандартов Ethernet: 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, Гбит/с, 10 Гбит/с, 40 Гбит/с и 100 Гбит/с. В 2022 году Ethernet-сообщество усиленно работает над реализацией новых стандартов скоростей:

2,5 Гбит/с, 5 Гбит/с, 25 Гбит/с, 50 Гбит/с, 200 Гбит/с. Недавно принятые спецификации IEEE 802.3 (включая подгруппы) охватывают диапазон скоростей от 25 Гбит/с на порт до суммарной пропускной способности канала на уровне 400 Гбит/с. Завершить работу над стандартом 400GbE (802.3bs) планируется в марте 2022 года. В нем будут использоваться несколько линий по 50 или 100 Гбит/с.

 На мировом рынке Ethernet-коммутаторов для ЦОД доминирует CiscoSystems (по данным IDC, 2022 г.).

Наряду с 40/100GbE все более широкое внедрение в ЦОД получает InfiniBand. Технология InfiniBand (IB) применяется в основном в высокопроизводительных вычислениях (HPC), многоузловых кластерах и вычислениях GRID. Ее используют во внутренних соединениях (backplane) и коммутаторах (crossbar switch) производители модульных серверов. В коммутаторах с поддержкой InfiniBand EDR (Enhanced Data Rate) 12x скорость порта достигает 300 Гбит/с.

Модульный сервер со встроенным коммутатором InfiniBand.

Сети хранения данных (SAN) традиционно строятся на базе протокола FC (Fibre Channel), который предоставляет быстрый и надежный транспорт для передачи данных между дисковыми массивами и серверами. FC обеспечивает гарантированно низкую задержку, высокую надежность и производительность работы дисковой подсистемы.

 Коммутатор FC (резервируемая фабрика) – ключевой элемент SAN.

Трафик FC можно передавать и поверх Ethernet с сохранением предсказуемости и производительности Fibre Channel (FCoE). Для этого был разработан протокол Converged Enhanced Ethernet (CEE).

Считается, что совмещение трафика SAN и LAN в одном сегменте сети c помощью FCoE позволяет получить ряд преимуществ при построении дата-центров, включая снижение начальных затрат на оборудование и операционных издержек на поддержку, обслуживание, электропитание и кондиционирование оборудования. Однако такой подход так и получил широкого распространения.

Коммутатор FCoE обеспечивает конвергенцию SAN и LAN.

Выделенная сеть хранения SAN (на основе FC или iSCSI) остается оптимальным вариантом для высокоскоростного доступа к данным. Ее традиционный протокол Fibre Channel изначально рассчитан на быструю передачу больших блоков и низкие задержки. Важным фактором роста рынка SAN станет переход на оборудование нового поколения – коммутаторы и директоры Fibre Channel Gen 6 (32 Гбит/с). Он уже начался.

Изменение скорости передачи данных в развертываемых сетях FC, InfiniBand и Ethernet по данным Mellanox.

Важно выбирать подходящее для текущих требований сети оборудование, но с запасом производительности для дальнейшего роста.

Коммутаторы и сети wi-fi

В зависимости от сценария проектирования и развертывания сети Wi-Fi (WLAN) меняется и роль коммутаторов в ней. Например, это может быть централизованная/управляемая архитектура или конвергентная архитектура (объединение проводного и беспроводного доступа).

Большинство сетей Wi-Fi среднего и большого масштаба строятся на принципах централизованной архитектуры с коммутатором в роли контроллера Wi-Fi. Все основные производители решений Wi-Fi высокого уровня (Cisco, Aruba (HPE), Ruckus (Brocade), HPE, Huawei и т.д.) имеют такие предложения.

Простая сеть WLAN не нуждается в контроллере, и коммутатор выполняет свои базовые функции.

Контроллер управляет загрузкой/изменением ПО, изменением конфигурации, RRM (динамическое управление радиоресурсами), связью с внешними серверами (ААА, DHCP, LDAP и т.п.), аутентификацией пользователей, профилями QoS, специальными функциями и т.п. Контроллеры могут объединяться в группы для бесшовного роуминга клиентов между точками доступа в зоне покрытия.

Контроллер осуществляет централизованное управление устройствами в беспроводной сети и предназначен для сетей кампусов, филиалов и предприятий SMB. Централизованная архитектура сети Wi-Fi позволяет строить крупные сети и управлять ими из одной точки.

В небольшой корпоративной сети Wi-Fi, покрывающей часть этажа, этаж, небольшое здание и т.п., могут применяться коммутаторы-контроллеры, рассчитанные на небольшое количество точек доступа (до 10-20). Большие корпоративные сети Wi-Fi, охватывающие кампусы, заводские территории, порты и т.п., требуют мощных и функциональных контроллеров (например, Cisco 5508, Aruba A6000, Ruckus ZoneDirector 3000).

Иногда предлагают решение на модулях для коммутаторов или маршрутизаторов, например, модуль Cisco WiSM2 в коммутатор семейства Cisco Catalyst 6500/6800, модуль Huawei ACU2 в коммутаторы Huawei S12700, S9700, S7700, модуль HPE JD442A в коммутатор HPE 9500.

В новой редакции «магического квадранта» Gartner (август 2022 г.) по поставщикам оборудования для инфраструктуры проводных и беспроводных локальных сетей в число лидеров кроме Cisco попала только HPE, поглотившая компанию Aruba.

Функции автоматического обнаружения точек доступа и централизованного управления избавят от затрат на настройку конфигураций. Контроллеры могут также обеспечивать защиту от потенциальных атак, а функции самостоятельной оптимизации и восстановления гарантируют бесперебойную работу беспроводной сети. Поддержка PoE упростит развертывание WLAN.

Медь и оптика

В офисных СКС обычно используют «витую пару» (UTP), а подсоединение к сетевым устройствам выполняется через разъем RJ-45. Такое широкое применение витой пары обусловлено совместимостью со многими классами, категориями и типами оборудования, легкостью монтажа и относительно малой стоимостью.

 Конструкция соединителя RJ-45 для медножильных кабелей.

Витая пара представляет из себя медножильный кабель с ПВХ-оболочкой, который содержит несколько изолированных скрученных пар с определенным количеством витков на единицу длины. Такая конструкция уменьшает взаимные наводки и снижает влияние внешних помех.

В связи с ростом требований, предъявляемых новыми сетевыми приложениями, становится все более актуальным применение оптоволокна. Однако на практике СКС с оптоволокном до рабочего места (FTTD) встречаются пока достаточно редко. Чаще всего такое решение выбирают из соображений помехозащищенности (на производстве) или информационной безопасности.

 Существует множество видов оптических кабелей, которые отличаются конструкцией, назначением и исполнением.

Оптоволокно — наиболее совершенная физическая среда для передачи больших объемов данных на значительные расстояния с защитой от внешних воздействий. В СКС может применяться оптоволокно следующих категорий:

• OM1 — градиентные многомодовые волокна калибром 62,5/125 мкм;

• OM2 — градиентные многомодовые волокна калибром 50/125 мкм;

• OM3 — градиентные многомодовые волокна калибром 50/125 мкм, оптимизированные для работы с лазерами VCSEL.

• OM4 — градиентные многомодовые волокна калибром 50/125 мкм, оптимизированные для работы с лазерами и отвечающие требованиям спецификаций TIA/EIA-492AAD 2009 и IEC 60793-2-10 Type A1a.3;

• OS1 — одномодовые волокна калибром 9/125 мкм для сетей связи общего пользования.

Спецификации и стандарты скс

Вернемся к стандартам на СКС, которые развивались вместе с эволюцией технологии Ethernet.

Эволюция стандартов Ethernet на витой паре.

Стандартами СКС описаны правила монтажа СКС, которые включают требования по расположению розеток и кроссов, правила монтажа кабельных трасс (лотки, короба, трубы), требования к запасам кабелей на рабочих местах и в кроссах, и т.д. В настоящее время действуют следующие стандарты:

Российские стандарты:

Все стандарты базируются на одних и тех же принципах работы СКС. На территории России действуют ГОСТ Р и международный ISO/IEC. Российские стандарты по СКС являются переработанными международными стандартами.

Стекируемые коммутаторы

Стекирование – это возможность объединения нескольких коммутаторов с помощью специальных (или стандартных) кабелей, чтобы получившаяся конструкция работала как единый коммутатор. Обычно стек используется для подключения большого число узлов в локальной сети. Если коммутаторы соединены кольцом, то в случае выхода из строя какого-нибудь коммутатора стек продолжает работать.

Для чего создается такой стек? Во-первых, это защита инвестиций. Если необходимо увеличить число пользователей/устройств в сети, а портов не хватает, то можно добавить коммутатор в стек. Во-вторых, стеком удобнее управлять. С точки зрения систем мониторинга и управления это одно устройство. В-третьих, коммутаторы стека имеют единую адресную таблицу, один IP- и MAC-адрес.

Стекируемый (или стековый) коммутатор имеет специальные порты (интерфейсы) для соединения в стек, часто при этом происходит физическое объединение внутренних шин. Как правило, у стекового соединения скорость передачи данных в разы больше, чем скорость передачи по другим портам коммутатора. А в коммутаторах с неблокирующей архитектурой отсутствует блокировка трафика при обмене между коммутаторами стека.

Стекируемые управляемые коммутаторы можно объединять в одно логическое устройство — стек, увеличив тем самым число портов.

Обычно используются фирменные технологии стекирования. Иногда применяются кабели с оконечными разъемами SFP, GBIC и пр. Как правило, в стек можно объединять до 4, 8, 16 или 32 коммутаторов. Многие современные коммутаторы отказоустойчивы, наряду со стекированием поддерживают все функции L2 и L3, множество специализированных протоколов.

Существуют также технологии «виртуализации» коммутаторов, например, Cisco Virtual Switching System (VSS) и HPE Intelligent Resilient Framework (IRF). Их также можно отнести к технологиям стекирования, но, в отличие от «классического» стекирования (StackWise, FlexStack и пр.), для связи коммутаторов используются Ethernet-порты. Таким образом, коммутаторы могут находиться на относительно большом удалении друг от друга.

Структура и топология скс

СКС в здании.

Логически СКС можно разделить на три кабельные подсистемы: магистральную кабельную подсистему территории или комплекса зданий, магистральную вертикальную подсистему здания, соединяющую его этажи, и горизонтальную подсистему этажа — от распределительного пункта (РП) до коммуникационных розеток (ТР) на рабочих местах.

 Физическая топология CKC представляет собой иерархическую звезду.

Подсистемы СКС имеют иерархическую структуру. В нее входят соединительные кабели («витая пара» или волоконно-оптические), коммутационные панели (с врезными контактами или модульными гнездами), коммутационные шнуры, разъемы, розетки, адаптеры. Монтажные шкафы и стойки, кабельные каналы в СКС не включаются, но могут поставляться с нею как готовое решение. Активное сетевое оборудование также не входит в состав СКС.

Один из вариантов построения СКС и ее подсистем на «оптике» (красный) и «меди» (синий): магистраль комплекса зданий, горизонтальная подсистема, вертикальная магистраль, рабочая зона, зона оборудования и администрирования, распределительный пункт этажа (TC), главный распределительный пункт (MC), комната оборудования, ввод в здание.

Топология СКС включает в себя следующие основные функциональные элементы: главный распределительный пункт (ГРП), магистральный кабель территории, распределительный пункт здания (РПЗ), магистральный кабель здания, распределительный пункт этажа (РПЭ), горизонтальный кабель, точку перехода или консолидации (ТП), телекоммуникационный разъем (ТР) – розетку для подключения терминального оборудования.

Составляющие СКС.

Аппаратную основу СКС составляет три основных компонента: кабели, шнуры и коммутационное оборудование — многопортовые панели и пользовательские информационные розетки.

 Коммутационные панели обеспечиваютудобство коммутации, упрощают внесение изменений в конфигурацию СКС и диагностику неисправностей.

В горизонтальной подсистеме, на которую приходится более 90% кабелей СКС, как правило, используются медножильные кабели, а в вертикальной разводке и между зданиями нередко применяют оптическое волокно. Кроме магистральных подсистем волоконно-оптические кабели широко применяются в крупных сетях и для подключения таких информационных ресурсов как серверы и системы хранения, то есть когда требуется высокая пропускная способность и/или передача данных на большие расстояния.

Тестирование и гарантии

Мнение о том, что тестирование СКС — это формальная процедура, весьма распространено. Многие заказчики считают, что измерение параметров линий это гарантийная процедура. Это верно, но только наполовину. Во-первых, тестирование позволяет обнаружить скрытые дефекты, которые могут быть незамеченными. Во-вторых, это единственная возможность избежать проблем работы приложений компьютерной сети.

Вопреки распространенному мнению о полном соответствии стандартов СКС требованиям сетевых протоколов это заблуждение. Параметры среды передачи ниже требований приложений. Стандарты СКС классов D (100 МГц), E (250 МГц) и F (600 МГц) предусматривают нулевое – отрицательно отношение затухания / суммарных наводок на верхней границе частотного диапазона.

Для рабочих пар приложений класса D, реализуемых в компьютерных сетях, отношение сигнал / шум во всем диапазоне частот должно быть не менее 10-19 дБ, то есть на один – два порядка лучше, чем предусматривают стандарты СКС. Более того, некоторые приложения класса D работают в полосе частот более 100 МГц, определяемых категорией 5е. Диапазон частот 1000BASE-T Gigabit Ethernet составляет 125 МГц, АТМ 155 – 155 МГц.

Таким образом, СКС может соответствовать стандартам, но не обеспечивать работу ряда приложений локальной сети по параметру коэффициента битовых ошибок (BER – Bit Error Rate). При этом уменьшается скорость передачи данных вплоть до «зависаний» компьютерной сети.

Качество передачи сигналов по каналам СКС обеспечивается благодаря резерву параметров. Чтобы проверить, достаточен ли резерв, проводится тестирование соответствия сетевым протоколам. Например, при использовании кабельного анализатора Fluke (пример отчета), подтверждается соответствие базовой линии / канала одиннадцати сетевым протоколам. Это означает возможность использования также любых приложений низших классов.

Тестирование линий

После завершения монтажа все линии СКС подлежат тестированию. Проектная документация с результатами тестирования предоставляется изготовителю СКС. После проверки оформляется гарантийный сертификат. Гарантийный период СКС составляет 10 – 25 лет. В частности, для ITT NS&S и Panduit – 25 лет. Гарантии на систему электропитания от одного до трех лет предоставляют компании, выполняющие монтаж.

Управляемые и неуправляемые коммутаторы

Коммутаторы Ethernet принято делить на два основных вида – неуправляемые и управляемые. Неуправляемые коммутаторы не предусматривают изменения конфигурации или каких-либо других настроек. Это простые устройства, готовые к работе сразу после включения.

Простые неуправляемые коммутаторы получили наибольшее распространение в домашних сетях и на малых предприятиях.

Управляемые коммутаторы – это более продвинутые устройства, которые также работают в автоматическом режиме, но помимо этого имеют ручное управление. Оно позволяет настроить работу коммутатора, например, предоставляет возможность настройки сетевых политик, создания виртуальных сетей и полноценного управления ими. Цена зависит от функциональности коммутатора и его производительности.

Управлять коммутацией можно на канальном (втором) и сетевом (третьем) уровне модели OSI. Устройства именуют, соответственно, управляемыми коммутаторами L2 и L3. Управление может осуществляться через веб-интерфейс, интерфейс командной строки (CLl), Telnet, SSH, RMON, протокол управления сетью (SNMP) и т.п.

Управляемый коммутатор позволяет настраивать полосу пропускания, создавать виртуальные сети (VLAN) и др.

Стоит обратить внимание на SSH-доступ и протокол SNMP. Веб-интерфейс облегчает первоначальную настройку коммутатора, но практически всегда имеет меньшее количество функций, чем командная строка, поэтому его наличие приветствуется, но не является обязательным. Многие модели поддерживают все популярные типы управления.

К управляемым относят и так называемые смарт-коммутаторы – устройства с ограниченным набором конфигурационных настроек

 Неуправляемые, смарт-коммутаторы и полностью управляемые коммутаторы. Смарт-коммутаторы могут предусматривать возможность управления через веб-интерфейс и базовые настройки.

Сложные корпоративные коммутаторы имеют полный набор средств управления, в том числе CLI, SNMP, веб-интерфейс, иногда — дополнительные функции, например, резервное копирование и восстановление конфигураций.

Многие управляемые коммутаторы поддерживают дополнительные функции, например, QoS, агрегирование и/или зеркалирование портов, стекирование. Некоторые коммутаторы можно объединять в кластер, MLAG или создать виртуальный стек.

Функции коммутаторов ethernet и поддерживаемые протоколы

Функции для работы с трафиком могут включать в себя управление потоком (Flow Control, IEEE 802.3x), которое предусматривает согласование приема-отправки при высоких нагрузках во избежание потерь пакетов. Поддержка Jumbo Frame (увеличенных пакетов), повышает общую производительность сети.

Поддержка VLAN (IEEE 802.1q) – удобное средство для разграничения сети предприятия для различных отделов и т.п. Функция Traffic Segmentation для разграничения доменов на канальном уровне позволяет настраивать порты или группы портов коммутатора, используемые для подключения серверов или магистрали сети.

Зеркалирование (дублирование) трафика (Port Mirroring) может использоваться для обеспечения безопасности внутри сети, контроля или проверки производительности сетевого оборудования. Функция LoopBack Detection автоматически блокирует порт при образовании петли (особенно важна при выборе неуправляемых коммутаторов).

Агрегирование каналов (IEEE 802.3ad) повышает пропускную способность канала, объединяя несколько физических портов в один логический. IGMP Snooping пригодится при вещании IPTV. Storm Control дает порту возможность продолжать работать для пересылки всего остального трафика при широковещательном/однонаправленном «шторме».

Коммутаторы могут поддерживать протоколы динамической маршрутизации (например, RIP v2, OSPF) и управления группами интернета (например, IGMP v3). При поддержке протоколов BGP и OSPF устройство можно использовать как коммутирующий маршрутизатор для доменов и субдоменов локальной сети.

Некоторые модели поддерживают создание наложенных сетей (TRILL), посредством чего снижается нагрузка на таблицы MAC-адресов и обеспечивается равномерная загрузка каналов для одинаковых маршрутов, что значительно повышает скорость доступа к сетевым ресурсам. Различается это сетевое оборудование и по способам работы.