Transcript Intézményi hálózatok tervezése

Intézményi hálózatok
tervezése
Takács György
16. Előadás
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
1
Magánhálózat sajátosságai
• Saját célra készül – nem profitszerzés, hanem hatékony
belső működés és költségtakarékos működés a cél
• Olyan épülettartozéknak tekintették korábban, mint a
fűtést, a csatornázást, vízellátást….. Az épületgondnok
felelőssége volt mindez.
• Összetettebb működésnél az IT rendszer egésze
drágább, mint a ház!!! Ez a piaci versenyképesség
záloga, hogy az információkkal biztonságosan (security),
megbízhatóan (reliability, availability), gyorsan lehessen
dolgozni. Ennek feltétele a megfelelő hálózat.
• Modern szervezetben van CEO, CTO, CFO, CIO
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
2
Intézményi hálózat tervezés
alapkérdései
•
•
•
•
Új épület – meglévő épület
Egy vagy sok telephely
Integrált hálózat – külön hálózatok
Fényvezetős, rézvezetős, rádiós
technológia választás
• Hálózati struktúra választás
• Csomópontok helyei, méretei
• Csatornák helyei, méretei
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
3
Új épület – meglévő épület
• Az épület élettartama min. 100 év
• A hálózat élettartama?
• A kapacitásnövekedés, technológiai fejlődés
jelen adatai alapján max. 10 év egy hálózat
erkölcsi élettartama.
• A csőhálózat, nyomvonal sokszor építészeti,
belsőépítészeti szempontok miatt kötött.
• Kritikus helyek a födém áttörések, a
gerincrészek, a berendezéshelyek, rendezők.
• Kritikus az áramellátás helye, elvezetése is.
• Az aktív eszközök teljesítménye nő, klímaigény!
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
4
Egy vagy sok telephely
• Több telephelynél csak szabványos interfészek
(jelzésrendszer szerint is).
• Összeköttetések gyakorlatilag kizárólag bérelt
vonalak. Menedzselt összeköttetések vagy
tartalék útvonalakkal kiépített hálózat. (Példa
szerencsejáték Rt. vagy kormányzati hálózat).
Kapcsolt összeköttetések tartalékként jöhetnek
szóba.
• Megbízhatóságot növelik a független
nyomvonalak vagy technológiák ( pl. rádiós,
vezetékes)
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
5
Integrált hálózat – külön hálózatok
• Számítógépek, telefonok, mobil telefonok, PDAk, tabletek, műsorvevők a szokásos
végberendezések.
• Hálózati oldalról jó divat az egységes hálózati
megoldás: azaz egységes „hozzáférési”
rendszer minden végberendezésre. Strukturált
hálózat, ami egységes függőleges és vízszintes
struktúrát jelent.
• A rádiós (mobil) rendszerek ebbe jól
beleilleszthetők azzal, hogy a házon belüli
bázisállomások a strukturált hálózathoz
kapcsolódnak. Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
6
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
7
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
8
Fényvezetős, rézvezetős, rádiós
technológia választás
• Az átviteli sebesség a fő
technológiaválasztó szempont?
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
9
Fényvezetős, rézvezetős, rádiós
technológia választás
• Egy fényvezető szálon egy hullámhossz
ablakban egyszerűen átvihető 10 Gbit/s
• UTP kábelen (ma)100m-ig átvihető 10
Gbit/s 40 m-ig 100Gbit/s!!!!
• Rádiós helyi hálózaton átvihető (ma)
300Mbit/s
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
10
Fényvezetős, rézvezetős, rádiós
technológia választás
• 1 m UTP CAT6 kábel ára kb. 0,5$, szerelése egyszerű,
portok ára kb. 7$
• 1 m fénykábel szál ára kb. 1 $, szerelése, hegesztése
speciális szakértelmet és felszerelést igényel, portok ára
kb. 200 $.
• UTP kábel meglévő csövezésbe általában nem húzható
be, kábeltálcában, kábelcsatornában könnyen
fektethető.
• Fényvezető speciális kialakításban gyakorlatilag minden
meglévő csőbe, nyílásba sűrített levegővel befújható.
• WIFI access point kb. 40$
• Az árak havonta esnek!!!!!
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
11
Hálózati struktúra választás
• Legegyszerűbb a csillagpontos struktúra
• Alapkérdés a szintek száma és a csomópontok
helye.
• Minősített megbízhatóságnál célszerű megoldás
a szövevényes belső gerinchálózat – célszerűen
párosítva duplikált központi funkciókkal és load
sharing üzemmóddal.
• Struktúra kérdés a nyilvános (külső)
hálózatokhoz csatlakozás módja, technológiája
és tartalékoltsága.
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
12
Csomópontok helyei, méretei
• 16-20 portos switch ára kb. 100$. – azaz
megfelel 200m szereletlen kábelnek.
• Ha tehát 20 végpont van egy helyiségben, akkor
már akkor is megéri egy új csomópont
létesítése, ha 10m-nél távolabb van a meglévő
csomópont! Az aktív eszközök árzuhanása a
végpontokhoz közel eső csomópontoknak
kedvez!
• Az aktív eszközök szokásos portszáma 6-24-48.
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
13
Csatornák helyei, méretei
• A strukturált kábelezés nem villanyszerelés. A
behúzás legyen finom, a szerelvényezés
szabványos, a görbületi sugarak, lekötések is
szabályozottak.
• A csatornák tálcái legyenek az erősáramú
hálózattól függetlenek, a földelésük különösen
gondos.
• Az utólag betett kábelek jobban használják a
csatorna keresztmetszetet, mint az egyszerre
szerelt eredetiek.
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
14
IEEE 802 10GBASE- T
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
• What is 10GBASE-T?
– It’s a New 10GE PHY
• Where are the 10GBASE-T applications?
– Initially in the Data Center, but also the Horizontal
• Who will implement 10GBASE-T products?
– Both Server and System Vendors (for data &
storage)
• Why is 10GE over copper important?
– Cost $$$ It’s cheap relative to 10GE Optical
• When will it be available?
– Typical standards timeline: 1st half of 2006
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
15
10GBASE-T Initial Goal
• – 10 Gigabit Ethernet over horizontal
structured, twisted-pair
• copper cabling
• – 10 Gigabit Ethernet MAC and media
independent interface as
• specified in IEEE 802.3ae™,
• – Copper cabling is assumed to be
ISO/IEC-11801:2002 Class D
• or better copper cable
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
16
10GBASE-T Objectives:
Keeping it Ethernet
• – Preserve the 802.3/Ethernet frame format at the Client service
interface
• – Preserve min. and max. frame size of current 802.3 Std.
• – Support star-wired local area networks using point-to-point
• links and structured cabling topologies
• • Keeping it 10 Gigabit Ethernet
• – Support full duplex operation only
• – Support a speed of 10.000 Gb/s at the MAC/PLS service
• interface
• • Compatibility with 802.3
• – Support Clause 28 auto-negotiation
• – To not support 802.3ah (EFM) OAM unidirectional operation
• – Support coexistence with 802.3af (DTE Power via Ethernet)
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
17
10GBASE-T Objectives
Objectives (con’t.)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
• Speed, Media & Reach
– Select copper media from ISO/IEC 11801:2002,
with any appropriate augmentation to be
developed through work of 802.3 in conjunction
with SC25/WG3
– Support operation over 4-connector structured
4-pair, twisted-pair copper cabling for all
supported distances and Classes
– Define a single 10 Gb/s PHY that would support links of:
• At least 100 m on four-pair Class F (Cat 7) balanced copper
cabling
• At least 55 m to 100 m on four-pair Class E (Cat 6) balanced
copper cabling
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
18
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
19
10GBASE-T Markets
•
•
•
•
•
•
•
•
• 1st – The Data Center
– Density of compute devices (modular platforms)
– Need more bandwidth per link than 1000BASE-T or link
aggregation can provide
– Less constrained by installed base or structured cabling
standards
– “If there is no way to verify the circuit, I will install new cabling”…
M. Bennett, Lawrence Berkeley Lab
•
•
•
•
•
•
•
• 2nd – Horizontal Enterprise Networks
– Higher speed aggregation points in the wiring closets
– Needs to conform to structured cabling standards
• Future build outs will utilize enhance cabling specifications
– “Today’s server is tomorrow’s desktop”… S. Muller
• Not by 2006, but eventually it will happen as costs drop and
bandwidth intensive applications increase
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
20
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
21
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
22
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
23
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
24
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
25
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
26
10GBASE 10GBASE-T Cabling
Characterisation
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
• Performance models established by 10GBASE-T Study
Group
– Measurement data for Class D - F cabling to 625 MHz
– Data includes screened & unscreened cabling systems
– Measured data has been scaled to established limits
– Data captured for Cat 5e/Class D, Cat 6/Class E, Cat 7/Class F:
• Insertion Loss
• Return Loss
• Pair-to-Pair NEXT
• Power Sum NEXT
• Pair-to-Pair FEXT
• Pair-to-Pair ELFEXT
• Power Sum ELFEXT
• Alien Crosstalk also investigated by 10GBASE-T Study
Group
– Valuable measurement data established
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
27
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
28
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
29
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
30
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
31
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
32
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
33
100 Gbit/s Ethernet
• 802.3ba is the designation given to the higher speed
Ethernet task force which completed its work to modify
the 802.3 standard to support speeds higher than 10
Gbit/s in 2010.
• The speeds chosen by 802.3ba were 40 and 100 Gbit/s
to support both end-point and link aggregation needs.
• The decision to include both speeds came from pressure
to support the 40 Gbit/s rate for local server applications
and the 100 Gbit/s rate for internet backbones.
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
34
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
35
Twinax, is a type of cable similar to coaxial cable, but with
two inner conductors instead of one. Due to cost efficiency
it is becoming common in modern (2013) very-short-range
high-speed differential signaling applications.
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
36
Ethernet consists of layer 1 and 2 of the OSI model
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
37
PHYsical layer device
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
38
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
39
10 GbE standards
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
40
10Gb optical choices
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
41
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
42
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
43
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
44
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
45
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
46
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
47
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
48
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
49
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
50
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
51
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
52
Key issues
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
• Higher symbol rate requires higher signal bandwidth
– Class D (Cat 5e), if used, will be utilized beyond its specified
frequency range
– Class E (Cat 6) will have to have it’s performance
characterized beyond 250MHz and up to 625MHz
• TSB being prepared by TIA
– Class F (Cat 7) is adequately specified
– TIA and ISO are engaged in extended frequency and alien
crosstalk augmentation and characterization of Class E & F
• Higher symbol rate and higher level modulation imply
– Higher performance requirements on the Analog Front End
– More complex signal processing
– Cancellation of FEXT
– Aggressive timing requirements
• Alien Crosstalk is a significant factor in capacity on UTP
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
53
Alien crosstalk AXT
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
54
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
55
Távk. hál. terv. 2013. nov. 19.
56