Качество обслуживания (QoS).

Несмотря на быструю сходимость RSTP и STP обладают небольшим недостатком – отсутствие связующего дерева для ВЛС. MSTP же решает данную проблему, создавая отдельное связующее дерево для каждой ВЛС. Первоначально описывался стандартом 802.1s, позже был добавлен стандарт 802.1q-203, совместим с протоколами RSTP и STP.

MSTP делит сеть на регионы MST, каждый из которых может содержать множество деревьев с независимой друг от друга топологией.

Для того чтобы 2 и более коммутаторов принадлежали одному региону MST они должны обладать одинаковой конфигурацией MST.

Конфигурация включает такие параметры как номер ревизии MSTP, имя региона, карту привязки копии дерева.

Протокол MSTP определяет следующие виды деревьев:

· Internal Spanning Tree (IST) – специальная копия дерева, которая по умолчанию существует в каждом MST регионе. IST имеет номер 0 – Instance 0. Она может отправлять и получать кадры BPDU и служит для управления топологией в регионе. По умолчанию все ВЛС одного региона привязаны к IST. Если в регионе создано несколько MSTI, то ВЛС, неассоциированные с ними, остаются привязаны к IST. Динамические ВЛС по протоколу GVRP также ассоциируются с IST.

· CST – единое связующее дерево, вычисленное с помощью протоколов STP, RSTP, MSTP и объединяющее все регионы MST.

· CIST – единое связующее дерево, объединяющее CST и IST каждого региона.

· SST – мост, поддерживающий единственное связующее дерево.

По умолчанию все ВЛС данного MST региона назначены в IST. Помимо данного MST может быть создано множество других деревьев независимо друг от друга – MSTI. К каждой MSTI администратор может вручную привязать ВЛС.

· является копией дерева, существующей внутри региона

· не может отправлять BPDU за пределы своего региона

· все MSTI внутри региона нумеруются по порядку

· ограничения по количеству в зависимости от устройства

· MSTI не отправляет индивидуальные BPDU, вся информация об MSTI инкапсулируется в кадры MSTP BPDU

Для того чтобы каждый MSTI представляла отдельную логическую топологию администратор может присвоить собственные значения приоритетов и стоимости пути внутри MSTI.

Процесс вычисления в MSTP начинается с выбора корневого моста (CIST root). Для выбора рута используется 802.1d-2004. Первоначально каждый кадр считает себя рутом и рассылает BPDU, в которых указан CIST root Bridge id, а внешняя скорость до корня равна нулю. Коммутатор перестает считать себя корнем как только получает BPDU с меньшим root Bridge id. Одновременно с выборами корневого моста, происходят выборы регионального моста.

Протокол MSTP использует механизм соглашений и предложений RSTP. При наличии в регионе отдельных связующих деревьев MSTI, независимо для каждой MSTI, выбирается региональный корневой мост, который называется Regional MSTI root. Роли портов также как в RSTP.

Протокол MSTP определяет роли портов, к-е участвуют в процессе вычисления дерева. Порты бывают корневые(ближайшие к мосту), назначенные(на корневом мосту), альтернативные(резервные).

Дополнительно возможно присвоение роли мастера порта. Состояние портов совпадает с RSTP. MSTP совместим с STP и RSTP.

Дополнительная защита от петель – Loopback detection – когда управляемый коммутатор соединен с неуправляемым. Эта функция позволяет обнаружить место петли.

2) Интегрированные услуги – подразумевает резервирование сетевых ресурсов для трафика чувствительного к задержкам

3) Дифференцированное обслуживание – предполагает разделение трафика на классы с выделением каждому классу определенной полосы

Стандарт 802.1p задает 8 уровней приоритета (0-7).

Для обеспечения QoS на сетевом уровне в заголовке ip версии 4 предусмотрено 8-битное поле. В данном поле возможно заполнение стандарта DSCP, который был заменен AETF, в котором подразумевается 64 уровня приоритета.

На каждом коммутаторе возможны от 4 до 8 аппаратных очередей приоритета для каждого порта.

Механизм FIFO – механизм обслуживания очереди

Очередь приоритета со строгим режимом: 4 приоритетные очереди – пока очередь с высшим приоритетом не закончится, трафик из низшей не передается.

Алгоритм кругового обслуживания – обеспечивает обработку очередей в соответствии с назначенным приоритетом, предоставляя низкоприоритетным очередям канал связи.

Механизм предотвращения перегрузок – процесс выборочного отбрасывания пакетов в случае, когда очередь достигла определенной длины.

Это алгоритм произвольного раннего обнаружения. Отбрасывает поступающие пакеты вероятностно на основе оценки среднего размера очереди. Средний размер сравнивается со значениями максимальной и минимальной. Если средний размер превысил минимальное значение, то пакеты начинают отбрасываться с некоторой вероятностью. Интенсивность отбрасывания пакетов прямо пропорциональна среднему размеру очереди. При достижении максимума отбрасываются все пакеты.

Расширенная версия протокола RED. Выполняет вероятностное отбрасывание «окрашенных» пакетов. Пакеты «окрашиваются» в 3 цвета, 3 значения приоритета: зеленый высший приоритет, желтый средний, красный низший. Для каждого цвета создается своя очередь и свое минимальное и максимальное значение.

Подразумевает два механизма: ограничение трафика – служит для ограничения скорости трафика получаемого и отправляемого с интерфейса коммутатора (когда эта функция активна, администратор задает пороговое значение для каждого порта. Трафик, скорость которого или равна значению – передается, иначе – обрабатывается в соответствии с политикой(отбрасываться или помечаться приоритетом)) и выравнивание трафика – вносит задержку в передачу трафика, что критично для некоторых видов сервиса, но более лоялен к TCP соединениям, но на данное время практически не применяется.

Основным средством для выравнивания трафика является алгоритм «корзина маркеров». Алгоритм подразумевает наличие следующих параметров:

Размер стандартной корзины маркеров, т.е. число маркеров в ней равно согласованному размеру всплеска. Маркеры генерируются и помещаются в корзину с огромной скоростью. Если корзина полна, то суб-ые маркеры отбрасываются. Для того чтобы передать пакет из корзины, вынимается число маркеров равное пакету в битах. Если маркеров в корзине достаточно, то пакет передается. Если пакет больше кол-ва маркеров – он сегментируется. Стандартная корзина не поддерживает экстренное увеличение размера всплеска.

Port Security позволяет настроить какой-либо порт коммутатора так, чтобы доступ к сети через него мог осуществляться только определенными устройствами.

Занесенные в таблицу коммутации MAC-адреса никогда не устаревают, даже если истекло время установленное таймером AgingTime (время старения) или коммутатор был перезагружен.

2 ) удалить при истечении времени. Занесенные в таблицу коммутации MAC-адреса устареют после истечения времени, установленного AgingTime, затем будут удалены.

3) удалить при сбросе настроек. MAC-адреса удаляются при сбросе настроек коммутатора.

Функция IP-MAC-PORT-BINDING (IMPB) позволяет контролировать доступ компьютеров в сеть на основе их IP, MAC адресов, а также порта подключения.

- ARP-mode (режим по умолчанию), коммутатор анализирует ARPпакеты и сопоставляет MAC адрес в ARP запросе с предустановленной администратором связкой IP-MAC (белым листом).

- - ACL-mode. Коммутатор на основе предустановленного белого листа создает правила ACL.

- DHCP Snooping mode – используется коммутатором для динамического создания записи IP-MAC на основе анализа DHCP-пакетов и привязки их к портам, на которых включена функция IMPB.

- Strict mode – по умолчанию заблокирован порт, прежде чем передать пакет порт отправит этот пакет на CPU для проверки с белым листом.

- Loose mode – в этом режиме порт по умолчанию открыт и будет в последствии заблокирован, если через него пройдет первый недостоверный пакет.

Strict mode проверяет все IP и ARP пакеты, а Loose mode – ARP и BroadCast IP.

Используется для создания VLAN с ограниченными правами для пользователей не прошедших аутентификацию.

· Одноадресная передача – поток данных, передающийся от узла отправителя на индивидуальный ip-адрес конкретного узла получателя

· Широковещательная передача – доставка потока данных от узла отправителя множеству узлов получателей, подключенных к сети, используя широковещательный ip-адрес

· Многоадресная рассылка – доставка потока данных группе узлов на ip-адрес группы многоадресной рассылки. У этой группы нет географических или физических ограничений. узлы присоединяются к этой группе при помощи IGMP-протокола, после этого пакеты многоадресной рассылки будут содержать в поле назначения заголовка групповой адрес.

Многоадресная рассылка использует транспортный протокол UDP. Для многоадресной рассылки выделен диапазон класса D от 224.0.0.0 до 239.255.255.255.

От 239.0.0.0 до 239.255.255.255 – это блок административно-ограниченных адресов, данные адреса могут использоваться локально внутри домена.

МАК-адреса рассылки бывают индивидуальные и групповые. Для определения типа мак-адреса используется первый бит поля адреса назначения. Если значение бита равно единице, то мак-адрес широковещательный. Мак-адрес групповой рассылки начинаются с префикса 01005Е состоящего из 24 бит, последние 23 бита формируются из младших бит групп ip-адреса. Поскольку при преобразовании теряются 5 бит первого октета ip-адреса, получившийся групповой адрес не будет являться уникальным, ему будут соответствовать 32 ip-адреса групповой рассылки.

Протокол IGMP используется для динамической регистрации отдельных узлов в многоадресной группе локальной сети.

При передаче многоадресного трафика используются медиа-сервер, посылающий многоадресный поток через все порты на ПК пользователей.

Когда коммутатор 2-го уровня получает многоадресный трафик, то он начинает передавать его на все порты.

Способы управления коммутатора 2-го уровня при многоадресной рассылки:

1) Создание статических таблиц коммутации для портов, к которым не подключены подписчики многоадресных групп

2) Настройка функции IGMP Snooping – функция второго уровня, которая позволяет коммутаторам изучать членов многоадресных групп, подключенных к его портам, прослушивая IGMP-сообщения

3. Включение фильтрации многоадресного трафика для узлов, не являющихся подписчиками многоадресной рассылки

Функция IGMP Snooping Fast Leave – позволяет мгновенно исключить порт из таблицы коммутации IGMP, если получено сообщение о выходе. Настройка аналогична предыдущей, последним этапом добавляется активизация функции Fast Leave в указанный vlan.

Входит в стек протоколов TCP/IP и позволяет администраторам сетей получать информацию о состоянии устройств сети, обнаруживать и исправлять неисправности и планировать развитие сети. Протокол прикл-го кровня OSI.

· SNMP-менеджер – ПО, наблюдающее за сетевыми устройствами и управляющая ими

· SNMP-агент – программный модуль для управления сетью, который находится на управляемом сетевом устройстве, обслуживает базу управляющей информации и отвечает на запросы менеджера

· База управляющей информации – совокупность иерархически организованной информации, доступ к которой осуществляется посредством протокола управления сетью

База управляющей информации описывает структуру управляющей информации устройств и состоят из управляемых объектов.

Управляемый объект - это одна из нескольких характеристик управляющего сетью устройства (имя системы, время, количество интерфейсов, IP-адрес). Обращение к управляемым объектам происходит посредством идентификаторов объектов (OID). Каждый управляемый объект имеет уникальный идентификатор в пространстве имен OID и контролируется агентством IANA.

Пространство имен OID представлено в виде иерархической структуры с корнем без названия. Идентификаторы верхних уровней отданы организациям, контролирующим стандартизацию, а идент-ры низших уровней определяются этими организациями.

Идентификатор представляет собой последовательность целых десятичных цифр, разделенных точкой, и включающих полный путь от корня до управляемого объекта.

Производители сетевого оборудования определяют частные ветви пространства имен OID, куда помещают управляемые объекты для своей продукции.

1. Get Request (UDP 161) – запрос значения одного или нескольких объектов.

2. Get Replay (Set Replay) – получение ответа от агента на сообщения Get Request, Get Next Request или Set Replay.

3. Get Next Request – запрос значения следующего объекта в соответствии с алфавитным порядком идентификаторов OID.

4. Set Request – запрос на изменение значения одного или нескольких объектов.

5. TPAP(‘ловушка’) – используется агентом SNMP для асинхронного сообщения менеджеру SNMP о событии, происходящем на управляемом сетевом устройстве.

В данном протоколе предусмотрена аутентификация пользователей, которая выполняется с помощью строки сообщества Community String (CS). CS функционирует подобно паролю, к-ый разрешает удаленному менеджеру SNMP доступ к агенту. И менеджер, и агент должны использовать одинаковые строки, т.к. все пакеты не прошедшие аутентификацию будут отбрасываться.

В коммутаторах используется CS по умолчанию:

- Public – позволяет авторизированной РС читать (read only) MIB-объекты;

- Private – позволяет авторизированной РС читать и изменять MIB-объекты.

На коммутаторах можно создавать группы со списком пользователей и настраивать для них общий набор привилегий, кроме этого можно указать версию SNMP(их 3). В зависимости от роста версий увеличивается набор привилегий.

При использовании протокола SNMPv3 отдельным пользователем или группам менеджеров м.б. разрешено или запрещено выполнять определенный функции SNMP-управления.

1. Активировать ф-ию глобально на коммутаторе;

2. Удалить строки «CS по умолчанию», а создать свои новые;

3. Задать параметры получателя сообщений ‘Trap’ от агента и активизировать функцию отправки сообщений “Trap”.

Разработана сообществом ETF для поддержки мониторинга и анализа протоколов в ЛВС.

Первая версия RMON основывается на мониторинге информации сетей Ethernet и TokenRing. Её расширением является вторая версия, которая добавила поддержку мониторинга на сетевом уровне и уровне приложений модели OSI.

RMON имеет клиент-серверную архитектуру. Устройства мониторинга называются зондами, на к-х установлено специальное ПО. Зонды выступают в качестве серверов, а приложения сетевого уровня – в качестве клиентов.

Взаимодействие зондов со станциями управления сетью осуществляется по протоколу SNMP.

Порядок настройки на коммутаторах(как и для SNMP, но в 1м пункте глобально активируем RMON)

PORT MIRRORING – эта функция позволяет копировать кадры, принимаемые и отправляемые портом-источником на целевой порт коммутатора, к которому подключении устройство мониторинга с целью анализа проходящих через порт пакетов. Целевой порт и порт-источник должны принадлежать одной VLAN и иметь одинаковую скорость.

IP-камера - цифровая видеокамера, особенностью которой является передача видеопотока в цифровом формате по сети Ethernet, использующая протокол IP. IP-камера в сети имеет свой IP-адрес. Может питаться по витой паре (PoE).

Базовые компоненты системы: сетевая камера, видеокодер (для подключения аналоговых камер), ЛВС, сервер и устройства хранения, ПО для управления видео и камерами.

Доп. Компоненты: инжекторы питания, кожухи, активные разветвители.

Преимущества цифровой системы видеонаблюдения:

- возможность удаленного доступа, управление по сети;

Наружные часто оснащены объективом с автодифрагмой (м\регулировать кол-во света, поступающего на датчик изображения), это убирает засветы, тень. Наружным К. необходим защитный кожух.

2) Фиксированные, фиксированные купольные, PTZ –камеры и купольные PTZ-камеры.

Фиксированные имеют фиксированный угол обзора, объектив с фиксированным или переменным фокусным расстоянием.

Фиксированная купольная камера имеет защитную оболочку, недостаток – несъемный объектив. Монтируется на стену или потолок.

PTZ –камеры и купольные PTZ-камеры часто оснащены функциями панорамирования, наклона и автомасштабирования, т.е. команды передаются по сети.

- электронный стабилизатор изображения – для сокращения воздействия вибрации на изображение;

- защитная маска – блокировка просмотра и записи определенных зон;

- функция E-flip переворачивает изображение на 180°;

- функция Autoflip позволяет с max скоростью без потери качества изображения повернуть камеру на 180° и продолжить панорамирование;

- функция маршрута и патрулирования – автоматическое движение по заданному маршруту;

Немеханические PTZ-Камеры оснащены мегапиксельными датчиками изображения, позволяющие оператору увеличить любую зону без потери разрешения. Используются для скрытого наблюдения.

PTZ-камеры м\запомнить до 20 маршрутов(автослежение),к-е м.б. настроены на разное время суток.

Все виды камер могут использоваться для круглосуточного наблюдения. Цветная камера, как только количество света уменьшается до определенного уровня, автоматически переключается в режим ночной съемки, при котором ближний инфракрасный диапазон света используется для получения четкого ч\б изображения.

- определить цель наблюдения – общий вид или детально. Из этого определяем поле обзора, положение камеры, тип камеры или объектива.

- площадь обзора – определить количество зон, требующих наблюдения, а также удаленность друг от друга.

В зависимости от разрешения камеры полезное расстояние обзора составляет от 20 до 30 метров при дневном свете, от 7 до 18 – при ночном.

- Место положения камеры выбирается в зависимости от светочувствительности и требованиям к освещению. Возможно, будет нужен кожух.

- явное или скрытое наблюдение. В зависимости от выбранного типа выбираются крепежи, кожухи.

Важные параметры: качество изображения, разрешение, степень сжатия, звук, управление событиями, сетевая функциональность, открытый интерфейс и ПО.

Сетевой видеокодер – позволяет перейти с аналог-ой системы к сетевой. Аналоговая камера подключается с помощью коаксиала, вторым интерфейсом декодер подключается к IP-сети.

К промежуточным устройствам относят ИБП, сплиттер(разделяет питание и данные на 2 кабеля, к-ое можно подсоединять к устройству, не поддерживающему PoE.

К функциям сплиттера относится понижение напряжения до уровня соответствующего устройства.

Полоса пропускания и V памяти зависят от количества камер, количества часов записи в день, частоты кадров, разрешения, типа сжатия, сложности изображения, освещения и кол-ва движений и продолжительности хранения данных.

В небольших системах наблюдения (8-10 камер), можно использовать 1000 Мб коммутатор,не учитывая магистральной полосы пропускания.

При более 10 камер нагрузку оценивают по следующим правилам:

1) камера, настроенная на передачу высококачественного изображения при высокой частоте кадров будет использовать 2-3Мб\с существующей полосы пропускания.

2) нужно использовать коммутатор с гигабитным магистральным каналом – для более 10 камер.

Примерная скорость передачи/8 бит*3600 сек à Кб\час

Данная формула не принимает во внимание количество движений, а это важный фактор.

Размер изображения*Количество кадров в сек*3600 с