Коммутируемая сеть завода «Трансмаш»
В главе 12 (3 изд.) мы рассмотрели структуру локальной сети завода «Трансмаш», построенной на повторителях Ethernet 10 Мбит/ c. Тот пример соответствовал типичной для начала 90-х годов ситуации, когда единая разделяемая среда с пропускной способностью 10 Мбит/ c полностью удовлетворяла потребности предприятия в обмене трафиком между немногочисленными компьютерами подразделений. Здесь мы опишем модернизированный вариант локальной сети этого завода, который был характерен для многих крупных локальных сетей второй половины 90-х годов.
Основной особенностью этой локальной сети является то, что она полностью построена на коммутаторах (рис. 1). Переход на коммутируемую сеть был продиктован резко возросшими в середине 90-х годов требованиями, предъявляемыми к производительности и надежности локальной сети. К этому времени компьютеризованная обработка данных стала на заводе «Трансмаш» одним из основных средств производства, при этом увеличилось число компьютеров и качественно изменились приложения, которые стали передавать мультимедийную информацию больших объемов.
Рис. 1. Коммутируемая сеть завода «Трансмаш»
Основу локальной сети каждого из пяти зданий завода составляет мощный центральный коммутатор на основе шасси, оснащенный портами Fast Ethernet и Gigabit Ethernet (коммутаторы BS1– BS5). Коммутатор здания объединяет коммутаторы этажей, которые подключены к нему транками, состоящими из двух-трех портов Fast Ethernet. Каждый коммутатор этажа служит для подключения пользовательского оборудования двух типов: персональных компьютеров и технологического оборудования (более детально эти соединения показаны на примере сети здания 2). Пользователи персональных компьютеров работают с приложениями автоматизированной системы управления предприятием (АСУП), а технологическое оборудование образует автоматизированную систему управления технологическими процессами (АСУТП).
Центральные коммутаторы зданий 2, 3 и 4 образуют магистраль локальной сети завода. Они объединены двухпортовыми транками Gigabit Ethernet, что обеспечивает большой запас магистрали по производительности. Здания 5 и 4 подключены к магистрали с помощью обычных (без транков) соединений Gigabit Ethernet. Для связи коммутаторов этих зданий задействуется многомодовое оптическое волокно, которое было проложено еще для локальной сети на повторителях и качества которого оказалось достаточно для устойчивой работы портов 1000 Base- SX.
В сети «Трансмаш» передается трафик приложений двух типов: АСУП и АСУТП. Эти классы трафика отличаются требованиями к качеству обслуживания, например, трафик АСУТП является трафиком реального времени, а АСУП — нет. Поэтому в сети «Трансмаш» организованы две виртуальные локальные сети — VLAN 1 для трафика АСУП и VLAN 2 для трафика АСУТП. Это позволяет надежно изолировать каждый тип трафика и, кроме того, упрощает поддержку параметров QoS коммутаторами, так как признаком необходимости обработки трафика в приоритетной очереди является номер VLAN, в данном случае — номер 2.
Так как магистраль локальной сети обладает избыточными связями, то коммутаторы используют алгоритм STA, причем отдельно для каждой виртуальной локальной сети. Для VLAN 1 резервной является связь между коммутаторами BS4 и BS2, а для VLAN 2 — между коммутаторами BS4 и BS3. Обмен данными между АСУП и АСУТП происходит через несколько серверов, которые являются членами обеих сетей.