Оценка работы сети на канальном уровне Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Литература

1. Артюшенко В.М., Аббасова Т.С. Структурированные кабельные системы. Учебное пособие. М.: МГУС, 2005. - 152 с.

2. Альбрехт М. Олер, Дитер В. Шикетанц. Межкабельная переходная помеха: теория и измерение // LAN. - 2006. - №01. - С. 26-32.

3. Спецификация для тестирования симметричной связной проводки в соответствии с ISO/IES 11801. Часть 1: Инсталлированная проводка» («Generic cabling systems. Specification for the testing of balanced communication cabling in accordance with ISO/IES 11801. Part 1: Installed cabling»).

УДК 621.39

ОЦЕНКА РАБОТЫ СЕТИ НА КАНАЛЬНОМ УРОВНЕ

Аббасова Т.С., Артюшенко В.М.

ГОУ ВПО «МГУС», г. Москва

В соответствии с моделью взаимодействия открытых систем (OSI, Open System Interconnection reference model), утвержденной Международной организацией по стандартизации (ISO, International Standards Organization), анализ базовых показателей сети с коммутацией пакетов можно разделить на анализ работы сети на физическом, канальном и сетевом уровнях. Анализ сети на канальном уровне включает наблюдение за коллизиями и наблюдение за ошибками.

Постановка задачи: тестирование сети с коммутацией пакетов на канальном уровне с помощью программ Optivity Switch Manager.

Базовые показатели для канального уровня: среда передачи локальных сетей должна обеспечить работу протоколов с коэффициентом ошибок (BER - Bit Error Rate) не более 10-10.

Анализ сетей на канальном уровне заключается в отслеживании, захвате и просмотре некорректных или искаженных кадров. На этом уровне исследуется четыре основных типа ошибок:

- локальные и удаленные коллизии;

- ошибки контрольной последовательности и выравнивания и поздние коллизии;

- ошибки длины кадра;

- затянувшаяся передача данных.

Анализ ошибок такого рода позволяет судить о степени загруженности сети и исправности сетевого оборудования.

Если загрузка сегмента увеличилась из-за подключения новых узлов или использования новых прикладных программ, а число коллизий велико, то, скорее всего, коллизии являются результатом интенсивного трафика по сегменту [1]. Один из возможных выходов из этой ситуации заключается в реконфигурации кабельной сети с использованием мостов и/или маршрутизаторов, фильтрующих удаленные коллизии и сохраняющих локальный трафик, адресованный одному сегменту.

Слишком длинный сегмент. Если длина сегмента превосходит максимум, допускаемый данной спецификацией, узлы на дальнем конце кабеля могут посчитать, что канал свободен, хотя в действительности в канал уже передан пакет. Поскольку пакет еще не успел распространиться по всей кабельной системе, узлы на дальнем конце могут начать передачу, что приведет к возникновению коллизии. Так как в этом случае локальные коллизии не являются результатом перегруженности сети, загруженность сегмента не превысит нормальный уровень [2].

Перегруженность удаленного сегмента. Возникновение в сегменте сети большого числа удаленных коллизий свидетельствует том, что эти коллизии являются локальными для другого сегмента, подключенного через повторитель.

Сеть, сегменты которой объединены повторителями, должна иметь примерно одинаковый трафик во всех сегментах, так как трафик повторяется и не фильтруется. Если в каком-то сегменте возникает значительно большее количество коллизий, чем в других, то их причиной может быть отказ сетевой платы или трансивера. Так как станции, вовлеченные в коллизию, попытаются начать повторную передачу (в рамках ограничений по отступлению), можно, проследив за несколькими коллизиями, попытаться выявить станцию, всегда начинающую передачу сразу же после коллизии. Скорее всего, неисправна аппаратура именно этой станции.

Поздние коллизии и ошибки контрольной последовательности и выравнивания свидетельствуют о наличии неисправностей в кабельной системе или в компонентах сети.

Наиболее частыми неисправностями кабельной системы являются короткие замыкания или шумы, возникающие из-за электромагнитных наводок, некорректный монтаж кабельной сети (несоответствие принятой спецификации) или наличие глухих узлов (плохое прослушивание коллизий). При увеличении в сети числа поздних коллизий

ошибок контрольной последовательности/выравнивания необходимо проверить следующие возможные нарушения в кабельной системе.

• Слишком длинный сегмент: узлы на дальнем конце кабельной системы начинают передачу, не зная, что станция на другом конце уже приняла на себя управление средой, передав первые 64 байта кадра.

• Неисправность кабеля. Пакет данных, проходящий по короткозамкнутому или поврежденному кабелю, искажается.

• Сегмент плохо заземлен. Некачественное заземление сегмента приводит к искажению потока данных фоновыми или наведенными помехами.

• Неправильное завершение кабеля. Если концы сегмента кабеля смонтированы неправильно, сигналы по мере прохождения концам сегмента будут вызывать шум и коллизии.

• Слишком близко расположены отводы кабеля. Соблюдение рекомендаций по разнесению кабельных отводов обеспечивает минимум отражения и искажения данных.

• Зашумленность кабеля. Радиопомехи и электромагнитные наводки (возникающие при работе электродвигателей и других приборов) искажают сигналы и приводят к ошибкам контрольной последовательности/выравнивания.

Наиболее частыми неисправностями компонентов сети, вызывающими появление поздних коллизий и ошибок контрольной последовательности и выравнивания являются:

• глухие и частично глухие узлы; неисправная станция, потерявшая способность прослушивать активность линии, называется глухим узлом; при подозрении, что станция стала глухим узлом, следует заменить сетевую интерфейсную плату или трансивер;

• неисправность повторителя, трансивера или карты контроллера; повторитель, трансивер или карта контроллера могут исказить сигнал в сети, передать ошибочные сигналы в линию или проигнорировать поступившие пакеты данных.

Окно программы Optivity Switch Manager для определения числа ошибок (например, контрольной суммы) и коллизий в сети Ethernet, приведено на рис. 1.

Результаты тестирования с помощью программы Optivity Switch Manager приведены на рис. 2.

На рис. 3 показана загруженность сегмента до и после установки

моста/маршрутизатора.

Кадры с нарушением длины возникают по вине передающей станции. Поиск узла, ответственного за посылку кадра с нарушенной длиной не сложен, поскольку кадр корректно сформирован и содержит в заголовке адрес источника.

Нарушения длины вызываются неисправностями сетевых драйверов или маршрутизаторов. Если маршрутизатор соединяет две разнотипные сети, где не выполняются ограничения на длину кадра, он передает кадры с нарушением длины.

При затянувшейся передаче данных возникают пакеты, имеющие длину более 1518 байт и содержащие ошибочную контрольную последовательность. Затянувшаяся передача данных связана с неисправностью трансивера. Согласно спецификации трансивер может вести передачу не более 150 мс. Это время достаточно для передачи не более 150мс. Если трансивер не прекращает передачу за это время, то считается, что он

затягивает передачу.

і 192.168.20.13 - Graph Port 1/47

Interface Ethernet Errors | Bridge | Rmon | EAPOL Stats | EAPW. Diag | LACP |

AbsoluteValue Cumulative Average/sec Minimum/sec Maximum/sec LastVal/sec

AlignmentErrors 0 0 0 0 0 0

FCSErrors 213 0 0 0 0 0

InternalMacT ransmitErrors 0 0 0 0 0 0

InternalMacReceiveErrors 0 0 0 0 0 0

CarrierSenseErrors 0 0 0 0 0 0

FrameTooLongs 0 0 0 0 0 0

SQETesfErrors 0 0 0 0 0 0

DeferredT ransmissions 802,927 0 0 0 0 0

SingleCollisionFrames 54,614 0 0 0 0 0

MultipleCollisionFrames 16,710 0 0 0 0 0

LateCollisions 16,731 0 0 0 0 0

ExcessiveCollisions 0 0 0 0 0 0

9

у a Clear Counters Close Help.

Poll Interval: 10s

|j Os ~ | С

Рис. 1. Главная панель управления Optivity Switch Manager

Рис. 2. Результаты тестирования программы Optivity Switch Manager

Рис. 3. Загруженность сегмента сети: а - до установки моста/машрутизатора; б - после установки моста/ маршрутизатора

Заключение

Наблюдение за ошибками и коллизиями на канальном уровне сети позволяет обнаружить неисправные сетевые устройства и планировать возможную модернизацию.

Литература

1. Н.Г. Сачков, Е.А. Русакова, А.В. Паршин. Основы эксплуатационного обслуживания информационных систем железнодорожного транспорта. - М.: МАРШРУТ, 2005. - 415 с.

2. Семенов А.Б., Стрижаков С.К.,Э Сунчелей И.Р. Структурированные кабельные системы. 5-е издание. - М.: ДМК Пресс, 2004. - 639 с.

УДК 621.39

ОЦЕНКА РАБОТЫ СЕТИ НА ФИЗИЧЕСКОМ УРОВНЕ

Аббасова Т.С., Ибрагимов Д.Ш.

ГОУ ВПО «МГУС», г. Москва

При проектировании в электротехнических комплексах информационных систем на основе локальной вычислительной сети необходим подробный анализ электрических параметров кабелей и кабельных соединений.

Постановка задачи: для анализа сети на физическом уровне описать назначение проводимого теста и порядок проведения тестирования. Среда передачи - электрический кабель витая пара Категории 5е.

Ниже приведен перечень тестов для определения электрических параметров кабеля [1,2].

1) Целостность цепи

Основная задача этого теста - выявить ошибки монтажа соединителей или кроссировки (замыкания, обрывы, перепутанные жилы). Поскольку ошибки подобного рода на практике преобладают, то существует большое количество недорогих приборов, единственной функцией которых является только контроль целостности цепи. Полнофункциональные тестеры СКС, как правило, предоставляют более полную информацию о характере ошибки, вплоть до схемы соединения, по которой монтажник может точно идентифицировать дефект.