Ethernet до всеки дом.

Информационните технологии и телекомуникациите вече са станали част от нашето ежедневие - те са станали част не само от бизнеса, но и от съвременния живот. Може би днес едва ли има някой, който да не разбира ползите от използването на тези инструменти. Сега е невъзможно да си представим офис дори на малка компания, която няма локална мрежа и достъп до Интернет.

ETTH мрежите по същество са същите Ethernet мрежи като офисните или корпоративните и те се изграждат, използвайки същите принципи, но все още имат редица важни характеристики, които изискват различен подход към тяхното проектиране и изграждане. Те имат голямо териториално разпределение, което влияе върху избора на оборудване и метода на администриране; те изискват използването на оптични влакна и съответното активно оборудване, увеличавайки първоначалните разходи за проекта. Устройствата, използвани в такива мрежи, трябва да могат да се управляват дистанционно, тъй като е почти невъзможно да се изпълняват ежедневни административни задачи, да се наблюдава мрежата и да се отстраняват проблеми локално. Такива задачи трябва да се изпълняват централизирано, като се използва специален софтуер, който позволява не само отдалечено администриране на устройства, но също така ви позволява да локализирате проблема, да получавате определени известия от оборудването, да премахвате необходимите статистически данни от него и др. Мрежите на доставчици имат ниска концентрация на клиенти, което не позволява използването на големи комутационни центрове, оборудвани с устройства с висока плътност. Напротив, изискват се устройства с малък брой портове, които се инсталират отделно и в същото време имат високо ниво на управляемост. Липсата на достъп до клиентски машини, невъзможността да ги конфигурирате и да инсталирате необходимия софтуер върху тях води до прилагането на специфични мерки за сигурност. Оборудването за такива мрежи не се инсталира в сървърни помещения, а в антивандални шкафове в неподходящи помещения: в асансьори, на тавани, в мазета. Следователно той трябва да бъде възможно най-компактен, устойчив на промени в температурата и захранващото напрежение, устойчив на статично електричество и е желателно да се поддържа способността за захранване от нисковолтови източници на постоянен ток, за да се осигури непрекъсваемо захранване в случай на повреда на основен.

Топологията на такива мрежи също е малко по-различна от офисната и корпоративната (фиг. 1). ETTH мрежите, подобно на корпоративните мрежи, са изградени в съответствие с многостепенен йерархичен модел, но задачите, изпълнявани от различни слоеве, и протоколите, използвани от устройствата на тези слоеве, могат да се различават от тези в корпоративните мрежи. По правило физическата топология на нивата също е малко по-различна.

Как се изграждат такива мрежи и какви функции на устройствата и на какво ниво са необходими?

Основният слой в такива мрежи често е изграден върху топология на пръстена или мрежата. Устройствата от това ниво трябва да имат висока производителност и да имат оптични 10Gigabit портове. За да се намали натоварването, всички допълнителни задачи за обработка на трафик се премахват от нивото на ядрото. Тези задачи се пренасят към разпределителен слой, който лесно се мащабира с повече ключове. Естествено, комутаторите на ядро трябва да поддържат технологиите, необходими в ядрото: протоколи, които позволяват резервиране на устройства - ERPS и/или STP (RSTP, MSTP), IEEE 802.1Q и Q-in-Q за създаване и препращане на виртуални мрежи, IEEE 802.1p за осигуряване на качеството на услугата, OAM/CFM за наблюдение и отстраняване на неизправности и др. В допълнение към горните протоколи е необходимо да се поддържат надеждни и сигурни административни механизми: SNMPv3, SSL, SSH.

При изграждането на топология на пръстена много често възниква въпросът кой протокол да се избере: ERPS или STP, тъй като всеки от протоколите има свои предимства и недостатъци. Предимството на STP е, че може да се наслагва върху почти всяка физическа мрежова топология, за разлика от ERPS, която може да се използва изключително в пръстеновидна топология. Във всички останали отношения STP губи. ERPS има по-кратко време на конвергенция - средно 200 ms, в сравнение с 5 секунди за RSTP/MSTP. Тя ви позволява еднозначно да посочите кой порт (RPL) и на кой превключвател (RPL Owner) ще бъдат блокирани по подразбиране, за разлика от STP, където това се прави с приоритети и не е еднозначно. В ERPS, посоченият RPL порт ще бъде блокиран по подразбиране, но ако има пробив в пръстена някъде, блокираният порт се деблокира по същия начин, както в STP. Ако връзката се възстанови в точката на прекъсване, връщането към предишната конфигурация няма да се случи веднага, а след известно време (WTR таймер). Това се прави така, че в случай на нестабилна връзка, няма да има постоянно възстановяване на топология, както се случва в STP.

Фигура 1. Топология на мрежата ETTH

Тъй като основните ключове обикновено се намират в добре поддържани обекти и имат достатъчен брой комуникационни линии за изграждане на всякаква физическа топология, за предпочитане е да се използва протоколът ERPS на това ниво, за разлика от нивото на разпространение, където физическата топология може да бъде ограничение.

Фигура 2. Превключвател DES-7210

Фигура 3. Превключвател DGS-6604

Фигура 4. Превключвател DXS-3600-32S

Фигура 5. Превключвател DXS-3600-16S

Фигура 6. Превключвател DGS-3620-28SC

При изграждането на нивото на разпределение се използват топологии на пръстена, окото или звездата. Много често възниква въпросът коя топология да избера. Всяка от топологиите има свои предимства и недостатъци. Топологията на звездата е по-лесна за изграждане, администриране, внедряване на различни функционалности, отстраняване на неизправности, но в същото време тя няма излишък и изисква повече оптичен кабел и оборудване за нейното изграждане. В топологията на пръстена е точно обратното - по-сложно е да се администрира, но има излишък и е по-евтино. Топологията на окото, при по-внимателно разглеждане, е топология на множество пръстени. Изборът на топология зависи преди всичко от наличието на висококвалифицирани специалисти при оператора. Ако има такива специалисти и тяхната квалификация ви позволява правилно да изграждате и поддържате допълнително топологията на пръстена или мрежата, тогава е по-добре да ги изберете. Ако няма висококвалифицирани специалисти, тогава е по-добре да се спрете на звездообразна топология. Често в една и съща мрежа се използват различни топологии, тъй като особеността на изграждането на ETTH мрежи е невъзможността да се променят външните условия за себе си, т.е. кабелът се полага там, където е възможно да се положи, а не там, където би било желателно да се положи, за разлика от офис мрежите, където трасето може да се прокара по почти всеки маршрут, пробивайки необходимите отвори в стените или таваните и полагайки кабели в кутии или тави.

Устройствата на разпределителния слой трябва да поддържат основен набор от необходими технологии: ERPS, STP (RSTP, MSTP), IGMP/MLD Snooping, 802.1Q, Q-in-Q, GVRP, 802.1p, OAM/CFM, SNMPv3, SSL, SSH, NTP. На това ниво по правило се извършва маршрутизиране на трафика, съответно комутаторите трябва да поддържат необходимите протоколи: OSPF, DVMRP, PIM-DM, PIM-SM, PIM-SSM, VRRP.

В зависимост от размера на мрежата се препоръчва да се използват превключватели от серия DXS-3600 (фиг. 4, 5) или DGS-3620-28SC (фиг. 6) като превключватели на ниво на агрегиране. В някои случаи нивото на агрегиране може да има няколко поднива, обикновено две или три. След това, за подслоя, който е най-близо до ядрото, можете да използвате комутатори с голям брой 10 гигабитови порта, т.е. DXS-3600 серия. За следващото подниво могат да се използват L3 комутатори с голям брой оптични гигабитови портове и определен брой 10 гигабитови портове (за свързване към горния подслой на разпределителния слой), например DGS-3620-28SC. И най-долният подслой на разпределителния слой може да бъде подслоят L2 и да служи като оптичен хъб за свързване на превключвателите на слоя за достъп. Този подслой може да се използва за превключватели от серия DGS-3420 или DGS-3120-24SC. Серията DGS-3420 включва два оптични превключвателя DGS-3420-28SC (фиг. 7) и DGS-3420-26SC (фиг. 8). Устройствата от тази серия поддържат статично маршрутизиране и всички необходими технологии и протоколи: ERPS, STP (RSTP, MSTP), IGMP/MLD Snooping, 802.1Q, Q-in-Q, GVRP, 802.1p, OAM/CFM, SNMPv3, SSL, SSH, NTP и др. DGS-3420-28SC има 24 SFP порта (4 от които UTP/SFP комбиниран) и 4 SFP + порта, а DGS-3420-26SC има 24 SFP порта (4 от които UTP/SFP комбо) и 2 SFP + портове. Превключвателят DGS-3120-24SC (фиг. 9) е подобен по функционалност на серията DGS-3420, но има 24 SFP порта (8 от които са комбинирани UTP/SFP) и 2 медни порта CX4.

Фигура 7. Превключвател DGS-3420-28SC

Фигура 8. Превключвател DGS-3420-26SC

Фигура 9. Превключвател DGS-3120-24SC

Нивото на достъп в ETTH мрежите е доста специфично. От една страна, на това ниво се решават повечето проблеми със сигурността и качеството на услугите, т.е. устройствата трябва да са доста високо функционални, а от друга страна, доста евтини, тъй като се инсталират директно в къщи и съответно се изискват доста такива ключове. Общо увеличение на цената на слоя за достъп може да бъде резултат и от използването на комутатори с нисък порт, при които разходите за портове са по-високи, отколкото при многопортовите.

Друг популярен механизъм за удостоверяване е използването на тунелни протоколи като PPPoE, PPTP и L2TP. Най-удобният от тях е PPPoE. В този случай превключвателите за достъп не се изискват, за да поддържат механизмите за обвързване на IP-MAC-порт и DHCP Snooping, но от страна на клиента се изисква поддръжка на тунелния протокол, използван от доставчика, а от страна на оператора, инсталацията и се изисква поддръжка на BRAS. Когато използвате протокола PPPoE, може да е полезно да можете да вмъквате Circuit-ID в заглавките на PPPoE пакети. Тази функция се нарича PPPoE Circuit-ID Insertion и е подобна на DHCP опция 82. Тя дава възможност да се проследи от кой порт за превключване клиентът установява сесия, позволявайки да се прилагат определени политики към този порт.

Третият метод за предоставяне на услуги остава доста популярен, когато трафикът на глас и данни преминава в един статичен Welan, а мултикаст в отделен динамичен мултикаст Welan. В този случай е малко по-трудно за оператора да осигури качеството на услугите, но абонатът е снабден с немаркиран порт. Тези. потребителят не трябва да купува допълнителни устройства и той може едновременно да приема всички услуги на своя компютър.

Добра практика в мрежата на ISP е да се ограничи паразитният трафик на потребителския порт - такива протоколи като: NetBIOS, SMB, UPnP. Това се прави или с помощта на ACL, или с помощта на функцията NetBIOS филтър.

За нивото на достъп се препоръчва да се използват устройства от серията DES-3200 (фиг. 10), които имат цялата необходима функционалност и включват различни модели с необходимия брой портове за свързване на потребители: 8, 16, 24 или 48 и необходимия брой портове за свързване към багажника: 2 или 4. За мнозина превключвателят от по-младата серия DES-1210-28/ME/B2 също е подходящ. По своята функционалност той прилича на серията DES-3200, но му липсва поддръжка за технологии като: ERPS, SIM, CFM/OAM.

Фигура 10. Превключватели от серия DES-3200 (DES-3200-10, DES-3200-18, DES-3200-26, DES-3200-28, DES-3200-28F, DES-3200-28P, DES-3200-52, DES-3200-52P)

Изграждането на мрежи на доставчици е много специфична и сложна задача. Такива мрежи не са спомагателен инструмент за решаване на основни бизнес проблеми, а средство за правене на бизнес и успехът му зависи от това как функционира такава мрежа. Ето защо е необходимо да се подхожда със специално внимание и точност към изграждането на ETTH мрежи и избора на оборудване. D-Link се ангажира да помага на операторите да отговорят на техническите и бизнес предизвикателствата. D-Link има значителен опит в проектирането и изграждането на мрежи на доставчици. Нашето оборудване се използва от много големи проекти по целия свят.