ЗМІСТ

ВСТУП			4
1	ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ		5
2	ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА 2.1 Диагностика локальных сетей 2.2

ВСТУП

Тестування і діагностика є необхідним аспектом при розробці й обслуговуванні обчислювальних мереж. Виходячи із цього, у даній роботі проведений огляд пропонованих засобів провідної компанії на ринку пристроїв контролю й діагностики локальних мереж Fluke Networks.

Програмні й апаратні рішення для аналізу й моніторингу LAN/WAN мереж надають повну інформацію про роботу всієї мережі, усунення несправностей і превентивного керування. Портативні аналізатори дозволяють мережним фахівцям і інженерам одержувати докладні дані про роботу локальних, бездротових, віртуальних і глобальних мереж. Повна серія портативних тестерів мережі дозволяє передовим фахівцям швидко усувати проблеми в лінії, кабелях і з'єднанні, крім подальшої ескалації проблеми.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ

В даній курсовій роботі необхідно розглянути такі питання:

• інструменти діагностики ;

• обладнання для діагностики ;

• аналізатори протоколів;

2 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

2.1 Діагностування комп’ютерних мереж

2.2 Інструменти діагностики

Ключовою функцією інструменту діагностики є забезпечення візуального представлення реального стану мережі. Традиційно поставляються виробниками інструменти візуалізації приблизно відповідають рівням моделі OSI.

Почнемо розгляд з фізичного рівня. Для вирiшення проблем на цьому рівні, а також в електричних або оптичних середовищах передачі даних призначені кабельні тестери і такі спеціалізовані інструменти, такі як тимчасові рефлектометри (Time Domain Reflectometers, TDRs). За більш ніж 15 років інтенсивного розвитку корпоративних локальних мереж у відповідь на потреби професійних мережевих інтеграторів в кабельних тестерах реалізовано безліч функцій, наприклад виконання автоматизованих тестових послідовностей з можливістю друку сертифікаційних документів на підставі результатів тестування. Хоча мережі Ethernet з пропускною здатністю 10 Мбіт / с допускають деякі вільності відносно якості їх прокладки, технології 100BaseT і Gigabit Ethernet з мідним кабелем набагато вередливими. Як наслідок, сучасні кабельні тестери досить складні.

У число лідируючих постачальників кабельних тестерів входять компанії Fluke Networks, Microtest, Agilent, Acterna (колишня назва WWG) і Datacom Textron.

Для діагностики проблем на фізичному рівні можна використовувати такі засоби:

1) Роз'єм - заглушку (Hardware loopback) - це роз'єм, який замикає вихідну лінію на вхідну, що дозволяє комп'ютеру передавати дані самому собі. Роз'єм - заглушка використовується при діагностиці обладнання.

2) Розширений тестер кабелю (Advanced cable tester ; Cable tester) - спеціальний засіб дозволяє вести моніторинг трафіку мережі і окремого комп'ютера і виявляти певні види помилок, несправний кабель або мережеву плату.

3) Рефлектометр (Time - domain reflectometer) - пристрій, призначений для виявлення дефектів у кабельних лініях локаційним (рефлектометричним) методом. Рефлектометр посилає по кабелю короткі імпульси і виявляє і класифікує розриви, короткі замикання та інші дефекти, також вимірює довжину кабелю і його хвильовий опір і видає результати на екран.

4) Тоновий генератор (Tone generator) - прилад, що генерує в кабелі змінний або безперервний тоновий сигнал, по якому тоновий визначник перевіряє цілісність і якість кабелю. Тоновий визначник - прилад, який визначає цілісність і якість кабелю, на основі аналізу сигналів, що випускаються тоновим генератором.

5) Цифровий вольтметр (Digital voltmeter) - електронний вимірювальний пристрій загального призначення. Вольтметр дозволяє вимірювати напругу струму, що проходить через резистор, і визначати цілісність мережевих кабелів.

Для вирішення проблем канального, мережевого і транспортного рівнів традиційним інструментом, який використовується мережевими адміністраторами, є аналізатори протоколів (Protocol analyzer). Ці кошти займаються збором статистики про роботу мережі і визначенням частоти помилок і дозволяють відстежувати і записувати стану об'єктів мережі. Часто мають у своєму складі вбудований рефлектометр.

Недорогі аналізатори зазвичай створюються на основі серійно випускаються портативних ПК з використанням стандартних мережевих карт з підтримкою режиму прийому всіх пакетів. Основний недолік аналізаторів протоколів, полягає в тому, деякі види неполадок на канальному рівні для них залишаються невидимими. Крім того, вони не дозволяють виявити проблеми фізичного рівня в електричних або оптичних кабелях. Разом з тим, з часом в аналізаторах протоколів з'явилася можливість дослідження неполадок прикладного рівня, включаючи транзакції баз даних.

У число лідируючих постачальників аналізаторів протоколів локальних мереж входять Network Associates / Sniffer Technologies, Shomiti, Acterna (колишня назва WWG), Agilent, GN Nettest, WildPackets і Network Instruments

Третім основним діагностичним інструментом поряд з кабельними тестерами і аналізаторами протоколів є зонд або монітор. Монітор мережі (Network monitor) - програмно- апаратний пристрій, який відстежує мережевий трафік і перевіряє пакети на рівні кадрів, збирає інформацію про типах пакетів і помилках.

 Ці пристрої зазвичай підключаються до мережі на постійній основі, а не тільки у випадку виникнення проблеми та функціонують у відповідності зі специфікаціями віддаленого моніторингу RMON і RMON II. Протокол RMON описує метод збору статистичної інформації про інтенсивність трафіку, помилках, а також про основні джерела і споживачах трафіку. Дані RMON відносяться в першу чергу до канального рівня, тоді як у стандарті RMON II додана підтримка рівнів з третього по сьомий. У протоколі RMON II передбачена можливість збору пакетів або кадрів із збереженням їх в буфер - функція, яка використовується на першому етапі аналізу протоколів. З іншого боку, практично будь-який сучасний аналізатор протоколів збирає більше статистичної інформації, ніж зонд RMON.

Між функціями аналізаторів протоколів і зондами RMON не можна провести чітку межу. Виробники аналізаторів зазвичай рекомендують встановлювати агенти моніторингу та збору даних по всій великій мережі, користувачі ж прагнуть до того, щоб ці розподілені агенти були сумісні з міжнародним стандартом RMON, а не з власним форматом аналізатора. До теперішнього часу постачальники зондів RMON раніше продовжують розробляти свої власні протоколи для програмного забезпечення декодування і експертного аналізу, однак інструменти моніторингу та збору даних, по всій ймовірності, будуть об'єднуватися. З іншого боку постачальники аналізаторів протоколів вважають, що їх програмне забезпечення не призначене для вирішення специфічних завдань RMON, таких, як аналіз трафіку і складання звітів про продуктивність додатків.

Лідируючими постачальниками пристроїв RMON є NetScout, Agilent, 3Com і Nortel. Крім того, виробники комутаторів Ethernet вбудовують підтримку основних функцій RMON в кожен порт. Можна очікувати, що в сучасних умовах найбільш ефективним засобом моніторингу комутованій мережі буде використання наявних на кожному порті вбудованих агентів mini - RMON і доповнення їх можливостей системою з повною реалізацією функцій RMON II або аналізатором протоколів з ​​експертним аналізом.

Ще одним інструментом діагностики є інтегровані діагностичні засоби. Виробники діагностичного обладнання об'єднали функції всіх перерахованих традиційних інструментів в портативних пристроях для виявлення поширених несправностей на декількох рівнях OSI. Наприклад, деякі з цих пристроїв здійснюють перевірку основних параметрів кабелю, відстежують кількість помилок на рівні Ethernet, виявляють дубльовані IP- адреси, здійснюють пошук і підключення до серверів Novell NetWare, а також відображають розподіл в сегменті протоколів третього рівня.

Серед програмних засобів діагностики комп'ютерних мереж, можна виділити спеціальні системи управління мережею (Network Management Systems) - централізовані програмні системи, які збирають дані про стан вузлів і комунікаційних пристроїв мережі, а також дані про трафік, циркулюючому в мережі. Ці системи не тільки здійснюють моніторинг і аналіз мережі, а й виконують в автоматичному чи напівавтоматичному режимі дії з управління мережею - включення і відключення портів пристроїв, зміна параметрів мостів адресних таблиць мостів, комутаторів і маршрутизаторів і т.п. Прикладами систем управління можуть служити популярні системи HPOpenView, SunNetManager, IBMNetView.

Засоби керування системою (System Management) виконують функції, аналогічні функціям систем управління, але по відношенню до комунікаційного обладнання. Разом з тим, деякі функції цих двох видів систем управління можуть дублюватися, наприклад, засоби управління системою можуть виконувати найпростіший аналіз мережевого трафіку.

Експертні системи. Цей вид систем акумулює людські знання про виявлення причин аномальної роботи мереж і можливі способи приведення мережі в працездатний стан. Експертні системи часто реалізуються у вигляді окремих підсистем різних засобів моніторингу та аналізу мереж : систем управління мережами, аналізаторів протоколів, мережевих аналізаторів. Найпростішим варіантом експертної системи є контекстно -залежна help -система. Більш складні експертні системи являють собою так звані бази знань, що володіють елементами штучного інтелекту. Прикладом такої системи є експертна система, вбудована в систему управління Spectrum компанії Cabletron

3 Обладнання для діагностики

До устаткування даного класу відносяться мережеві аналізатори, кабельні сканери і тестери.

3.1 Мережеві аналізатори

Мережеві аналізатори являють собою еталонні вимірювальні інструменти для діагностики та сертифікації кабелів і кабельних систем.

Мережеві аналізатори містять високоточний частотний генератор і вузькополсний приймач. Передаючи сигнали різних частот в передавальну пару і вимірюючи сигнал в приймальні парі, можна виміряти згасання. Мережеві аналізатори - це прецизійні великогабаритні і дорогі прилади, призначені для використання в лабораторних умовах спеціально навченим технічним персоналом.

3.2. Кабельні сканери

Дані прилади дозволяють визначити довжину кабелю, загасання, імпеданс, схему розводки, рівень електричних шумів і провести оцінку отриманих результатів. На відміну від мережевих аналізаторів сканери можуть бути використані не тільки спеціально навченим технічним персоналом, але навіть адміністраторами - новачками.

Для визначення місця розташування несправності кабельної системи (обриву, короткого замикання, неправильно встановленого роз'єму і т.д.) використовується метод " кабельного радара ", або Time Domain Reflectometry (TDR). Суть цього методу полягає в тому, що сканер випромінює в кабель короткий електричний імпульс і вимірює час затримки до приходу відбитого сигналу. За полярності відбитого імпульсу визначається характер пошкодження кабелю (коротке замикання або обрив). У правильно встановленому і підключеному кабелі відбитий імпульс зовсім відсутня.

Точність вимірювання відстані залежить від того, наскільки точно відома швидкість розповсюдження електромагнітних хвиль у кабелі. У різних кабелях вона буде різною. Швидкість поширення електромагнітних хвиль у кабелі (NVP - nominal velocity of propagation) зазвичай задається у відсотках до швидкості світла у вакуумі. Сучасні сканери містять в собі електронну таблицю даних про NVP для всіх основних типів кабелів і дозволяють користувачеві встановлювати ці параметри самостійно після попереднього калібрування.

Найбільш відомими виробниками компактних кабельних сканерів є компанії MicrotestInc., WaveTekCorp., Scope Communication Inc.

3.3 Тестери кабельних систем

Тестери кабельних систем - найбільш прості і дешеві прилади для діагностики кабелю. Вони дозволяють визначити безперервність кабелю, однак, на відміну від кабельних сканерів, не дають відповіді на питання про те, в якому місці стався збій.

Існують цілі класи засобів тестування кабельних систем, поява яких стала можлива завдяки наявності чітких стандартів на характеристики компонентів (TIA/EIA568), а також на процедури і критерії тестування кабельних ліній СКС (TSB - 67).

Для зручності кабельні лінії розділені на категорії відповідно до їх параметрами. Багато з експлуатованих кабельних ліній відносяться до Категорії 3 і призначені для телефонії і передачі даних в діапазоні частот до 16 МГц (наприклад, 10BaseT Ethernet). Однак найбільше поширення отримали кабельні лінії Категорії 5, що гарантують передачу сигналу з частотою до 100 МГц. Комітетами стандартизації закінчена робота над складанням переліку жорсткіших вимог до параметрів кабельних ліній розділу 5 (поліпшена Категорія 5 або 5E), Категорії 6 (200-250 МГц), Категорії 7 (до 600 МГц) з метою підвищення надійності передачі.

Велика кількість моделей, що випускаються тестерів СКС призначений для контролю кабельних ліній Категорій 3, 5 і 5E (покращена Категорія 5). Вже з'явилися перші тестери для проводки Категорії 6 (наприклад, LANcat System 6 компанії Datacom або OMNIScanner компанії Microtest). Однак основний парк тестерів СКС сьогодні все ж орієнтований на аналіз характеристик ліній в діапазоні частот до 100-155 МГц. За винятком аналізованого діапазону частот, інші параметри цих тестерів відрізняються один від одного несуттєво, так як тестування виконується по одним і тим же методиками. Основні відмінності полягають в характеристиках вбудованих рефлектометрів для провідних ліній (максимальна дальність, точність, дозвіл, форма представлення результату), в інтерфейсі і зручності роботи, а також у наборі допоміжних і сервісних функцій.

Серед допоміжних функцій можуть бути особливо, корисні наступні :

• двосторонній вимір ;

• тестування волоконно -оптичних кабелів;

• карта (схема з'єднання) жив кабелю;

• виявлення імпульсних перешкод ;

• моніторинг трафіку ЛВС;

• складання програм тестування ;

• організація розмовного тракту між основним і віддаленим модулем ;

• вбудований тональний генератор для трасування й ідентифікації та ін

Наведена нижче інформація дозволить ознайомитися з вимірюваними параметрами кабельної лінії і полегшить вибір приладу для конкретних потреб.

Основними електричними параметрами, від яких залежить працездатність кабельної лінії, є:

• цілісність ланцюга (connectivity) ;

• характеристичний імпеданс (characteristic impedance) і зворотні втрати (return loss) ;

• погонное загасання (attenuation) ;

• перехідне загасання (crosstalk) ;

• затримка поширення сигналу (propagation delay) і довжина лінії (cable length) ;

• опір лінії по постійному струму (loop resistance) ;

• ємність лінії (capacitance) ;

• електрична симетричність (balance) ;

• наявність шумів в лінії (electrical noise, electromagnetic interference).

Розглянемо ці характеристики докладніше

1) Цілісність ланцюга

Основне завдання цього тесту - виявити помилки монтажу з'єднувачів або кроссировки (замикання, обриви, переплутані жили). Оскільки помилки подібного роду на практиці переважають, то існує велика кількість недорогих приладів, єдиною функцією яких є тільки контроль цілісності ланцюга. Однак повнофункціональні тестери СКС, як правило, надають більш повну інформацію про характер помилки, аж до схеми з'єднання, за якою монтажник може точно ідентифікувати дефект.

Рисунок 3.3.1 - Тестери СКС

2) Характеристичний імпеданс (хвильовий опір)

Оскільки передача даних ведеться на високих частотах, то важливу роль має імпеданс лінії, тобто її опір змінному струму заданої частоти. Роль відіграє не тільки величина опору, але і його сталість по всій лінії (кабелі та з'єднувачі) для всього діапазону аналізованих частот. Це пояснюється тим, що сигнал, відбитий від точок з аномальним імпедансом, буде накладатися на основний сигнал і спотворювати його.

Для кабелю з кручених пар імпеданс зазвичай становить 100 або 120 Ом. Для ліній Категорії 5 імпеданс нормується для діапазону частот 1-100 МГц і має становити 100 Ом v15 %.

Основні причини неоднорідності імпедансу наступні:

- Порушення кроку скрутки в місцях оброблення кабелю близько з'єднувачів (максимальна відстань, на яке жили можуть бути розвинені при обробленні, - 13 мм);

- Дефекти кабелю (підвищений опір жив, знижений опір ізоляції, порушення кроку скрутки) ;

- Неправильна укладання кабелю (застосування скоб і хомутів для кріплення, малий радіус вигину, заломи через неправильну відмотування) ;

- Неякісна опресовування з'єднувачів або використання неякісних з'єднувачів.

Аналогічні проблеми виникають на пройшли тестування лініях при підключенні до її розеток неякісних (не відповідають вимогам заданої категорії) комутаційних шнурів, перехідників або розщеплювачів лінії (спліттеров).

Оцінка впливу, внесеного неоднородностями імпедансу, виражається таким параметром, як зворотні втрати (відношення амплітуди переданого сигналу до амплітуди відбитого в дБ). Якщо дефект породжує в лінії істотну неоднорідність імпедансу, то зворотні втрати будуть малі, так як більша частина енергії сигналу буде відображена від неоднорідності. Так, у разі обриву або замикання кабелю зворотні втрати будуть рівні 0.

Всі повнофункціональні тестери СКС мають вбудований рефлектометр для проводових ліній з цифровим або графічним відображенням результату, за допомогою якого місце з аномальним імпедансом може бути без праці локалізовано. Деякі рефлектометри дозволяють обчислювати зворотні втрати для заданого ділянки лінії, що дозволяє визначити вплив наявних на ньому неоднорідностей на результуючу характеристику лінії.