Топология домашних сетей, часть 2

Новости.

В Екатеринбурге прошла первая гроза. Эффект, как обычно, разнообразный. Где-то испарилось несколько десятков метров кабеля вместе с тросом, а кто-то из Ethernet-провайдеров не пострадал вообще. Наверно, уже в сотый раз напоминаю: схема, фото, даташиты на элементы (диод 1n4006, ограничитель напряжения 1.5ke7М5А). Ну, а готовое устройство от ООО "Росат" можно найти тут.
Да, не забудьте заземлить/занулить экран кабеля!

Кстати, пользуясь случаем, добавлю, что разделы оборудование и разное (куда ведут приведенные выше ссылки) постоянно обновляются, и заглядывать в них стоит почаще.

Возвращаясь к опубликованному. В новостях обзора #81 проходил маленький разбор подключения к интернет через сотовые телефоны "Билайна".

И вот, Zychenkov Alexander прислал ссылку из fido7.ru.providers о реальной работе этой технологии:
Tracing route to distributed.zenon.net [195.2.91.101]
over a maximum of 30 hops:
1. 2229 ms 2673 ms 2813 ms 10.1.0.1
...

При пинге в 2 секунды обычные 33.600 покажутся широкополосным соединением. Понятно, что приоритет стоит на голосовую связь, и при большом количестве обычных разговоров не до передачи данных... Обычное дело, "хотели как лучше, получилось как всегда". А жаль, очень прогрессивное начинание.

Впрочем, точку ставить рано - вопрос расширения магистральных каналов решается чем дальше, тем проще и дешевле... Хм, конечно, если понятие "дешевле", применимо к затратам такого порядка. :-)

Еще одно "возвращение к пройденному". Александр Горбатенко прислал схему и разводку "умного" источника питания для "хабо-свитчевого" ящика, описанного в #73 и #75.

Кликайте на картинку, и получайте архив (53 кб) в формате eps.

Интернет в Астрахани.

Постепенно созрела правильная (на мой взгляд) мысль, что не все писать о Севере и Прибалтике. В России есть много других регионов, которые не менее интересны в плане провайдинга и строительства "домашних сетей". Вот, например, рассказ "астраханского корреспондента".

По большей части, доступ в интернет осуществляется по коммутируемому соединению. На город населением 500 тыс. человек приходится 4 провайдера. Безусловный лидер среди них - ОАО "Связьинформ", ему принадлежит львиная доля пользователей диалапа.

Только ОАО "Связьинформ" предоставляет услуги по подключению к ISDN, и они же в этом месяце начали предоставлять услуги HPNA (Похоже, и до туда добрались энергичные менеджеры "Связькомплекта". :-) Прим. Nag).

Что касается домашних сетей, то тут дела обстоят еще хуже. До этого момента этим занимался только один провайдер "ITC". Подключение производится по радиоканалу Breeze Access (в настоящий момент имеется 5 абонентских точек), пользуются которыми по большей части корпоративные клиенты.

Диапазон услуг для выхода в Internet остальных провайдеров ограничен только коммутируемым соединением. Такое состояние объясняется прежде всего отсутствием интереса абонентов к домашним сетям. Зачастую, пользователи даже не представляют другого способа выхода в Internet, кроме аналогового модема ("Эх... Как это знакомо... Прим. Nag).

Помимо этого, город имеет мало районов "компактного" проживания населения, больше одно- и малоэтажные здания, в которых не всегда есть возможность поставить даже телефонную линию. (Телефонисты отвечают: "нет технической возможности").

Возможно, выход из ситуации в использовании HPNA ("Сильно сомневаюсь. Прим. Nag), и в тоже время немаловажная задача - объяснить потенциальным пользователям все преимущества домашних сетей. ("А вот это более чем необходимо. Прим. Nag)

Надо заметить, что задача продвижения сетей в Астрахани несколько упрощается тем, что пользователи привыкли к смешанной оплате диалапа. К примеру: 30 часов + 150 Mb. При превышении любого лимита наступает отключение, или переработка по завышенной оплате.

Так что объяснять пользователю "что такое мегабайт" будет совсем не сложно...

В принципе, все знакомо. Но вот подсчет трафика при коммутируемом доступе немного удивил. Хотя, возможно так даже лучше - провайдер может минимизировать затраты на "качков" варезов и т.п., за счет чего немного снизить цену. Но это только в теории. Российская действительность может быть значительно более уныла...

Выбор топологии в реальных условиях.

Основной бич домашних сетей - это трудности прокладки кабелей. Спроектировать и построить инфраструктуру крупного предприятия или межстанционные соединения АТС можно не считаясь с затратами, подстраивая "под проект" местные условия. В случае необходимости - выкопать новый туннель, возвести эстакаду, проложить подводный кабель, и т.п.

Ситуация недорогих сетей принципиально иная, и в этом их коренное отличие. Домашним сетям неизбежно приходится подстраиваться под застройку города. В некоторых местах прокладка невозможна, где-то нежелательна, или имеет высокую стоимость. Масса на первый взгляд незначительных помех часто превращает подобные работы в "шаманство", требуя от проектировщика глубоких знаний местных условий.

Основным вариантом, который сложно уложить в описанные в предыдущей главе схемы, является линейный.

В таком виде сеть представляет собой уже рассмотренную выше "гирлянду", в ее самом примитивном и ненадежном виде. Отказ любого промежуточного узла вызывает прекращение услуги абонентам, подключенным далее по линии.

Вдобавок, приходится констатировать, что это один из самых распространенных на сегодня типов небольших сетей. Такой форме способствуют особенности линейной городской застройке, экономия магистрального кабеля, стремление с минимальными затратами "дотянуться" до "перспективного" дома (или хорошего друга), и т.п.

Что же можно сделать для увеличения надежности линейной структуры?

Наиболее очевидным вариантом будет превращение "гирлянды" в "звезду". Пусть кабеля лежат рядом, или даже в одной оболочке, такой подход позволит избежать зависимости всей сети от локального сбоя электропитания или неисправностей активного оборудования. Иначе говоря, все узлы могут работать с центральным независимо друг от друга.

Можно заметить, что в этом нет ничего нового, именно так обычно строится внутридомовая проводка телефонии или СКС. Подобно этому, для магистрали использование одного физического кабеля может с успехом применяться, особенно в сетях небольшого и среднего размера.

Но, как правило, это технически осуществимо (и рентабельно) только в случае использования оптоволокна. Большое количество волокон в одном кабеле стоит не слишком дорого (хоть и вполне ощутимо). В то же время, для медных многопарных кабелей при таком подходе нет места - 100-200 метров, вот предел их работы. А это очень мало для междомовых магистралей.

Очевидно, что для любой среды передачи кабель будет самым уязвимым звеном. Его повреждение вызовет отказ всех расположенных далее узлов без исключения. Это основной и неустранимый недостаток "линейной звезды".

В случае применения отдельного кабеля главным недостатком становится его большой расход. Кроме этого, использовать специальные решения типа П-296 сложно - пучок толстых кабелей (более 10 мм диаметром каждый) будет хорошо виден, и может легко привлечь нежелательное внимание. К тому же выглядит это весьма некрасиво даже на большой высоте.

Вдобавок, кабеля хоть и разделены, но идут по одной трассе. Поэтому вероятность их одномоментного отказа остается вполне вероятной.

Описанных выше проблем можно избежать, если применить "линейное кольцо". Действительно, совсем не обязательно замыкать магистраль при помощи своих кабелей. Это вполне можно сделать и "через интернет" (либо какую-либо иную сеть передачи данных).

При этом понадобится несколько более тонкая настройка программной части сети. В пользовательском компьютере может быть установлен только один "шлюз по умолчанию" (маршрутизатор, которому отправляются дейтаграммы IP, адресованные во внешние сети).

Соответственно, в случае повреждения линии в какой-либо точке желательна (но в общем случае не обязательна) автоматическая "подмена" основного канала резервным. Это сравнительно просто сделать используя фиктивные адреса пользователей, и несколько более сложно для реальных, но в целом не представляет собой неразрешимой задачи.

Как и в "классическом" кольце, общий отказ возможен только при одновременной неисправности двух активных устройств или повреждения кабелей в двух точках. Понятно, что вероятность такого события невелика, и можно получить вполне надежную сеть при "линейной" топологии ценой оплаты "запасного" канала подключения к Интернет.

Нужно отметить, что резервные коммуникации могут быть значительно менее скоростными, чем основные. А значит, сравнительно не дорогими, вполне по карману Ethernet-провайдеру средней величины.

Еще одним вариантом "линейного кольца" можно считать "гирлянду", в которой предусмотрена "обратная петля". Т.е. одна пара волокон в кабеле проходит через все активные устройства по очереди, а вторая идет "цельной", и соединяет первый и последний узел сети.

"Обратная петля" позволяет надежно и недорого защититься от отказов активного оборудования, но уязвим от повреждения кабеля.

Тем не менее, это, пожалуй, лучший способ для небольшой "линейной" сети, в которой построение обычного кольца слишком сложно или дорого.

Но что делать, если финансовое положение начинающей сети не позволяет использовать оптоволокно в "линейной звезде", "обратной петле", или схемы, которые используют резервирование? В этом крайнем случае ситуацию может облегчить (но не исправить полностью) следующая топология:

Т.е. ни в коем случае не следует стремиться построить длинную "гирлянду" из последовательных активных устройств. Значительно более целесообразно выделить магистраль, использующую минимальное количество оборудования. Пусть иногда понадобится "возвращаться" - расход кабеля при этом не так и велик:

Зато общая надежность значительно возрастет. Например, для недорогого П-296 (П-270) вполне достижимо 400-500 метров без повторителей. Значит, на сеть радиусом в 1,5 км (а это очень много) понадобится всего 4-5 устройств. В то время, как при построении "гирлянды" количество повторителей составит 15-20 штук.

Не нужно хорошо разбираться в теории вероятностей, чтобы сделать вывод о времени простоя сети при разных топологиях построения. Очевидно, что "гирлянда" будет больше ремонтироваться, чем работать.

В заключение, для иллюстрации общих принципов, хотелось бы привести схему вполне реальной (не придуманной) сети. Увы, расположение домов пришлось убрать из соображений безопасности.

Можно видеть два связанных кольца, в которых часть узлов является центром небольшой звезды. Таким образом, полностью вывести сеть из строя достаточно сложно. Обрыв любого кабеля на кольце не остановит работу. А разветвления позволяют охватить значительную территорию (практически весь район).

По сути, это компромисс "звезды" и "кольца", адаптированный под имеющиеся дома, с учетом минимальных затрат кабеля и оборудования. И все это с сохранением достаточной потенциальной надежности.

В "транзитных" точках предполагалась установка 3com SS II 1000 с оптоволоконным модулем, в узловых, дополнительно, 3com SS II 3000 FX c 5-ю оптоволоконными портами и одним витопарным.

В результате - очень недорогая, но надежная 100 мегабитная магистраль, с поддержкой STP и хорошими возможностями управления. Стоимость 10-ти мегабитного управляемого (!) абонентского порта (без учета кабелей) менее $20. Можно предположить, что полная стоимость сети, с учетом всех затрат по строительству, окажется не более $60-70 за порт. На мой взгляд, более чем неплохая величина.

В случае, если сеть будет предназначена для оказания более "дорогих" услуг по передаче данных, можно сориентировать ту же самую топологию на более современное "железо". Например, 3com SS II 1100 на "транзит" и 3com SS II 3300 (или Intel 550F/T) в узлы.

Ну, а для совсем "богатых" всегда есть Catalyst 2950, и что-то типа 3508 в точки разветвления. При этом полная стоимость абонентского порта подойдет к привычным в СКС $500. И сеть будет слабо похожа на "домашнюю". Но вполне возможно, именно так будут устроены коммуникации Ethernet-провайдеров лет через пять... :-)

Полезные советы по П-296

Из Пензенской сети SouthNet прислали фотографии простого приспособления, которое пригодится каждой сети, имеющей дело с П-296.

Вот такие стоечки под катушку. Просто, и очень удобно. Вбиваются в землю ногами или чем-то тяжелым...

Главное, просты в изготовлении и легко транспортируются (последнее очень важно, не всякой сети по карману грузовичок).

Думаю, объяснять подробности по их изготовлению нет смысла - все и так хорошо понятно из фотографий...

Обсудить в форуме

Анонс

Жду ваших новостей, рассказов. Ну а пока по плану:
Небольшая подборка о тонкостях заземления экранированной витой пары в сетевых карточках.
Интересная "версия" грозозащиты (ну очень забавно выглядит).
Описание еще одной модели мощного веревкохода.
И, если хватит места, несколько фотографий опасной протяжки над оживленной улицей. Уже заждался этот материал публикации, но приходится откладывать и откладывать.